Автор: Немецкая компания Heliatek приступила к производству опытных фотоэлементов, которые основаны на олигомерах. Разработчики говорят, что их батареи не теряют эффективность в случае перегрева и при больших углах падения солнечных лучей, так же, как и полимерные, но их жизненный цикл гораздо выше, чем у дорогих кремниевых фотоэлементов.
Такая технология по напылению олигомерных покрытий на полиэстеровую подложку сильно похожа на принцип производства OLED-дисплеев для телевизоров или телефонов. Полученные в результате панели гибки, имеют меньший КПД, но на самом деле вырабатывают столько же или больше энергии, чем кремниевые, которые в теории показывают хороший КПД.
Олигомеры — это вещества, молекулы которых составляют цепочку из некоторого числа одинаковых звеньев. Таким способом они отличаются от полимеров, которые содержат неограниченное количество таких звеньев.
Heliatek отказалась от попыток развития полимерных фотоэлементов, поскольку все полимеры разрушаются под действием солнечного света. Один из минусов олигомеров — это то, что их нельзя печатать на пластиковой подложке. А вот сделанные на их основе фотоэлементы наградили Heliatek наивысшим КПД (9,8%) для органических солнечных батарей.
Лабораторные испытания предсказывают этим батареям жизненный срок в среднем 45 лет. Молекулы олигомеров намного устойчивее к ультрафиолетовому излучению и радиации. Вакуумное осаждение позволяет создавать двухслойные фотоэлементы, и каждый из слоев специальным образом настроен на свою уникальную длину волны, а это невозможно осуществить для печатаемых полимерных фотоэлементов.
Кремниевые батареи, которые уже представлены на рынке, дают КПД в 14–15%, а это в 1,5 раза выше результатов для олигомерных фотоэлементов Heliatek, однако они вырабатывают большее количество энергии с одного метра квадратного. Испытания в Сингапуре позволили подтвердить этот результат. Это происходит из-за того, что кремниевые фотоэлементы дают 15% только при 25 градусах Цельсия и если угол падения света равен 90˚. Также олигомерные батареи сохраняют один и тот же уровень КПД при солнечном излучении 100–10% от солнечной постоянной. Такие данные позволяют эффективно использовать эти фотоэлементы даже в России и Швеции.
К слову, в ближайшем будущем Heliatek намерена построить в Германии гелиоэлектростанцию, мощность которой будет 75 МВт и общая стоимость 60 млн евро. Ввести объект в строй запланировано на конец лета 2012 года.
Для того, чтобы можно было снизить стоимость вакуумного осаждения во время производства олигомерных батарей, компания осуществляет его на тонкую полиэстеровую пленку. Вес этой батареи очень небольшой — 0,5 кг на метр квадратный (а у кремниевых составляет 12–17 кг на метр квадратный). Такое преимущество подтолкнуло компанию Heliatek к необычному решению: кроме создания стекол на базе полупрозрачных фотоэлементов, они обратились к своим соучредителям — компаниям BASF и Bosch — и предложили в качестве эксперимента начать отделывать такими фотоэлементами наружные стены бетонных зданий и сооружений, так как полиэстер, находящийся в основе фотоэлементов, является водонепроницаемым пластиком, который широко применяется для покрытия металлочерепицы. Он обеспечивает эффективную защиту от влаги, как обычные отделочные материалы.
