Его Электричейство Кремний (Si)

Кремний это не только чипы в "этих ваших плафонах", но и бессменный лидер по КПД во всевозможных солнечных элементах. И это все несмотря на то, что в 2024 году мы будем отмечать 70-летие появления первого кремниевого фотоэлемента. Появился он, абсолютно ожидаемо, в легендарных исследовательских лабораториях Bell Labs.

Прим. авт. до сих пор всякие липовые академики и прочие "носители бумаги с печатью" гадают, что же было причиной ошеломительного успеха лабораторий Белла. И не могут крючкотворы найти ответа. А секрет прост: 1. Технически компетентный менеджмент сверху донизу, 2. Исследователь никогда не занимается привлечением денег, 3. Исследование может быть прекращено без даже минимальных обвинений в адрес исследователя. В легендарные лаборатории можно было приходить без носков, можно было заниматься разработкой каких-то вещей, которые не имели даже отдаленного отношения к теме исследования. Но нельзя было сидеть в кабинете за закрытыми дверями, нельзя было совращать секретарш, нельзя было отказывать коллегам в помощи. Результат - бОльшая часть знаковых изобретений 20 века сделана в BellLabs. Моя ❤️ и вечный пример для организационного подражания.

И сегодня кремниевые солнечные батареи - устройство выбора и для туристов, и для энергетиков "солнечных энергополей". Существуют две разновидности кремниевых СБ - это батареи на базе кристаллического кремния (моно- и поли-) и батареи на базе кремния аморфного. Монокристаллический и поликристаллический по КПД неплохо отличаются (19-22% против 7-10%), последний - это либо низкопробный кремний, либо переработанный кремниевый лом. Низкая цена компенсирует невысокую эффективность, что в итоге дает одинаковую стоимость ватта. Для туристических применений (в отличие от индустриальных панелей) нам это не подходит, т.к. низкая эффективность → большие площади и вес. Аморфный кремний еще 5-7 лет назад казался настоящим прорывом. Батареи на его основе могли сгибаться. Но при сравнимых с кристаллическими братьями КПД и мощности цена на панели была в N раз больше. Я достаточно долго боролся с "аморфнокремниевой жабой", и к счастью она победила.

К счастью, потому что ученых из Стентфордского университета предложили принципиально новый способ соединения элементов из монокристаллического кремния, когда все токосъемные контакты (как положительные, так и отрицательные) расположены на нижней стороне пластины. Это позволило серьезно уменьшить толщину панели. В итоге уменьшилась цена, вес (~в 1,5 раза относительно классического монокристалла и аморфного кремния) и самое главное - батарея начала изгибаться (~30°, поэтому и называется полугибкая, англ. semi-flex). Из-за того что панель как бы висит на проводниках, трещины и пробоины для нее теперь не смертельны. Осколки батареи проживут столько, на сколько хватит выносливости у металлических проводников.

Минус в том, производит полугибкие батареи один-единственный завод в мире, это SunPower Corporation (США). Нам остается только выискивать продавцов, которые собирают СБ на базе элементов компании.

Промежуточный вывод следующий: если солнечная батарея, то только монокристаллический кремний, если монокристалл, то только полугибкий элемент от SunPower. На 2022 год это самый оптимальный алгоритм.

На популярных интернет-акционах огромное количество брендов эксплуатирующих элементы SunPower: Suaoki, Allpowers, Xionel, Vodool, ihoplix, Blitzwolf, Anker, Fovigour и проч, тысячи их (на Patreon даже есть картинка-ориентир). Найдя батареи отслеживаем продавцов, но покупать пока не спешим. Почему - узнаете в следующей заметке.

#LAB-66@SolarEnergy