Российские ученые получили первый промышленный образец солнечного элемента на кристаллическом кремни

Специалисты Научно-технического центра тонкопленочных технологий в энергетике при ФТИ им. А.Ф. Иоффе (дочерняя структура компании "Хевел" - совместного предприятия ГК "Ренова" и ОАО "Роснано") получили первый промышленный образец фотоэлектрического преобразователя (ФЭП) по технологии HIT с КПД 20%. Данные результаты НИОКР были одобрены членами Научного совета НТЦ, заседание которого прошло в Санкт-Петербурге 22 декабря.

Технология HIT-гетероперехода (Hetero-junction with Intrinsic Thin-layer) представляет собой гибрид кристаллической и тонкопленочной технологий производства солнечных модулей. В результате удается объединить основные преимущества кристаллических модулей (высокий КПД, отсутствие световой деградации) и тонкопленочных модулей (низкая себестоимость, высокая эффективность при повышенных температурах эксплуатации модулей, лучшее восприятие рассеянного света и в перспективе экономия кремния с переходом на более тонкие пластины).

В отличие от предыдущих лабораторных испытаний на образцах ФЭП небольшой площади в этот раз специалистам НТЦ на промышленном плазмохимическом реакторе и собственном технологическом оборудовании удалось выпустить партию ФЭП на пластинах монокристаллического кремния стандартного размера 156х156 мм, которые сегодня используются на предприятиях по производству солнечных модулей.

Практическая ценность результатов этой работы в том, что специалистам НТЦ удалось доказать возможность переноса перспективной технологии на уже действующее производство по выпуску тонкопленочных солнечных модулей.

Как ожидается, данное решение может быть использовано для модернизации технологической линии на заводе "Хевел" в Новочебоксарске, где налажено производство тонкопленочных солнечных модулей. В результате предприятие сможет выпускать наряду с модулями также ФЭПы по технологии HIT для других производителей солнечных модулей. 

Данная технология производства ФЭП была запатентована компанией Sanyo в 1991году, но массовое производство началось лишь с 1997 года. К концу 2011 года патент Sanyo перестал защищать первооткрывателя, после чего компания Panasonic выкупила Sanyo Electric Co. Ltd с производственной мощностью 600 МВт/год, а в 2012 году запустила дополнительную производственную линию в Малайзии мощностью 300 МВт/год, с КПД солнечных модулей около 19%.

Справочно

Научные разработки ФЭП по технологии HIT активно ведутся крупнейшими компаниями, специализирующимися в солнечной энергетике. Мировым лидером в этой области является Sanyo Electric Co. Эта компания изготовила первый ФЭП по технологии HIT, первой начала промышленное производство солнечных модулей по этой технологии в 1997 году и поставила рекорд в показателях эффективности таких солнечных элементов на сегодняшний день. В последние годы большое внимание технологии HIT уделяется исследовательскими центрами в США (NREL), Германии (Исследовательский центр в Юлихе, Центр Гельмгольца в Берлине HZB, университеты городов Хагена и Ольденбурга), Франции (LPICM, LGEP, CEA) и Италии (ENEA de Portici - Naples). В настоящее время в Европе рекорд поставил швейцарский университет Нюшателя, он составил 21% на c-Si n-типа. После того как в 2011 году истек срок действия ключевых патентов фирмы Sanyo, работы по этому направлению активно ведутся коммерческими компаниями LG (Корея), Kaneka (Япония), Roth & Rau (Германия) и др.