Российские специалисты предлагают решение одной из актуальных проблем современной энергетики — снижение себестоимости солнечной электроэнергии.
Авторы работы «Двусторонний концентраторный солнечный элемент из кристаллического кремния n-типа без применения серебра» — сотрудники отдела микроэлектроники научно-исследовательского института ядерной физики Московского государственного университета Алла Чеботарева, Татьяна Кост, Геннадий Унтила — выдвинули идею уменьшения толщины, изменения формы и составляющих солнечных элементов. Статья, посвященная разрабатываемой в НИИЯФ МГУ конструкции солнечных элементов Laminated Grid Cell (LGCell), была опубликована в журнале «Progress in photovoltaics research and applications» и привлекла внимание отечественных и зарубежных специалистов
Проблема удешевления себестоимости получаемой от солнца электроэнергии решается создателями конструкции одновременно в нескольких направлениях. Например, общеизвестно: более половины стоимости солнечного модуля составляет цена кремниевых пластин. Потому в конструкции LGCell они оптимально уменьшены. Двусторонние солнечные элементы (благодаря им используется свет, падающий и на тыльную поверхность батареи), концентрирование света с помощью недорогих линз и отражателей значительно увеличивают энерговыработку.
Изготовление солнечных элементов из кремния n-типа повышает качество работы конструкции, так как данный полупроводник стабилен и менее чувствителен к обычным примесям. Кроме того, выпуск конструкции LGCell в промышленных масштабах не будет зависеть от роста мировых цен на серебро, которое ранее считалось неотъемлемой составляющей солнечных элементов.
Аналогов данной разработки НИИЯФ МГУ на сегодняшней день нет.
Двусторонний концентраторный солнечный элемент конструкции Laminated Grid Cell
История изменения эффективности солнечных элементов LGCell при освещении с лица (ηF) и с тыла (ηR), а также предельной концентрации света Сmax
Изменение КПД с ростом концентрации света для двух солнечных элементов из кремния n-типа: двустороннего концентраторного LGCell и коммерчески доступного высокоэффективного двустороннего солнечного элемента (Reference Cell). Видно, что при C = 1X КПД у LGCell ниже, чем у Reference Cell, однако при C = 4–5X КПД у LGCell значительно выше. Причина состоит в том, что величина последовательного сопротивления у Reference Cell более чем в два раза меньше. Преимущество LGCell достигнуто именно за счет проводящего покрытия и проволочных контактов.