Cella fejlesztési irányok: milyen napelemünk lesz 2030-ban?

Share Button

A nagy napelemgyártók kutatás-fejlesztési igazgatóit sokszor faggatják a napelemes hatákonyság várható fejl?désér?l, és cellák új generációiról. Amikor Pierre Verlinden-t, a Trina Solar kutatási vezet?jét kérdezték, hogy „dolgoznak-e már a 3. generációs cellák fejlesztésén?”, akkor röviden csak ennyit válaszolt: „Nagyon elégedettek vagyunk az 1. generációs cellákkal, és még rengeteg el?relépési lehet?séget látunk ott is”. Nézzük, hogy igaza lehet-e.

jul28.4Egy régi bejegyzésünkben már hosszan írtunk, hogy a napelemek hatékonysága sokszor túldimenzionált a számos tényez? közül. Tulajdonképpen nincs komoly jelent?sége a 14 vagy 18%-os hatékonyságnak abban, hogy a napelemek mindennapi életünk részévé válnak, és hogy meghatározó szerep vár rájuk a XXI. század energiatermelésében. Az árnak annál inkább.

De ha már lassan 5 éves az imént citált cikkünk, ideje talán megnézni, hogy merre haladtak a cella-fejl?dési irányok, és hol tart most a kutatás-fejlesztés, megtörhet-e a szilícium immár 60 éves dominanciája a következ? évtizedekben.

Nézzük el?ször a laboratóriumi eredményeket, ahol a különböz? kutatóintézetek és vezet? cégek pénzt, drága alapanyagot, és kutatási órákat nem kímélve versenyeznek a legnagyobb hatásfokú cella címéért.

Ahogy a fenti ábrán látszik, a kristályos cellák hatékonysága (kék színnel jelölve) már közelíti a 29%-os elméleti határt szilícium esetében – ami várhatóan 2030-ra elérhet? is lesz, legalábbis labor szinten.

A fenti hatásfok-grafikonon egyébként színekkel is szépen szétválogatták a különböz? cella-generációkat is:

  1. generációs cellák (kék): szilícium alapú, f?ként poly- és monokristályos cellák. Ma az eladott napelemek  90% feletti részét ez a technológia adja.
  2. generációs cellák (zöld): vékonyréteg? cellák, mint amorf-szilícium (aSi), CdTe, CIGS, CuGaSe cellák. A vékonyréteg? technológiákrólkülön cikkünk szólt, de a piaci összefoglaló 6 éves már a cikkben, így fontos kiegészíteni azzal, hogy a vékonyréteg? technológia nem tudta tartani növekedési ütemét. A 2010-ben kezd?dött szilícium árcsökkenés (2006-os 450 dollár/kg-ról mára 20 dollár/kg-ra) óta jelent?sen visszaesett a vékonyréteg? technológia piaci részesedése, nemhogy a várt növekedést hozta volna – egyszer?en elvesztette versenyképességét.
  3. generációs cellák (lila és piros): többréteg? cellák (multi-junction cells) – ezek a lilával jelölt, speciális és nagyon drága cellák, ld kés?bb. A festék-alapú és organikus cellák is ide soroltak (pirossal jelölve), melyekr?l szintén írtunk korábban, kiegészítve, hogy itt se látszik az áttörés egyel?re.

A ma rekordot tartó, 44,6%-os hatékonyságú cella nagyon speciális, és így nagyon drága anyagok felhasználásával (platina, gallium, stb.), és még drágább folyamatok révén el?állított, speciális, több vezet? réteggel is rendelkez? cella.

B?vebben: http://napelemek.blog.hu/2015/07/27/cella_fejlesztesi_iranyok_milyen_napelemunk_lesz_30_ev_mulva

Forrás: http://napelemek.blog.hu/