Nowe rekordy w branży fotowoltaicznej – czytaj to!

Branża fotowoltaiczna rozwija się naprawdę intensywnie. LONGi Solar poinformował niedawno o weryfikacji wydajności monokrystalicznego moduły PERC typu P. Zweryfikowany 60-ogniwowy monokrystaliczny moduł TUV-SUD uzyskał konwersję wydajności na poziomie 20,83%. Chińscy producenci w branży fotowoltaicznej torują drogę, zwłaszcza w rozwiązaniach komercyjnych.

Na rynku europejskim również dużo się dzieje. Niemiecki instytut Fraunhofer for Solar Energy (ISE) ustanowił nowy światowy rekord wydajności modułów fotowoltaicznych na poziomie 41,4%. Panel, na którym wykonano test wydajności wykorzystuje zarówno ogniwo tandemowe, jak i wysokowydajną technologię PV. Nowy rekord to wynik współpracy w ramach projektu CPVMatch finansowanego ze środków UE.  

Moduł mierzy 122 cm² i wykorzystuje zestaw komórek tandemowych, które są ułożone warstwowo jedna na drugiej. W ten sposób moduł może absorbować różne części spektrum światła. Fraunhofer nie określił jakich materiałów komórkowych użył w module, poza tym, że są one oparte na półprzewodnikach z III-V związkiem.

Moduł opiera się również na technologii koncentratora PV (CPV) – w której światło słoneczne koncentruje się na komórce przy użyciu soczewki Fresnela. Zespół naukowców twierdzi, że używa w module soczewek  achromatycznych, co dodatkowo przyczynia się do zwiększenia wydajności. Okazało się, że taka technologia pozwala na osiągnięcie dużo wyższej wydajności, ale dotychczas nie przyniosła dużego zainteresowania komercyjnego, ponieważ jej działanie ogranicza się do obszarów o wysokim poziomie bezpośredniego nasłonecznienia.

„Jesteśmy niezwykle zadowoleni z tych wyników. Otwierają one drogę do dalszego wzrostu wydajności w technologii koncentratorów” – mówi Andreas Bett, dyrektor instytutu Fraunhofer ISE. – ” Fotowoltaika kwitnie na całym świecie i widzimy ogromny potencjał tej wyjątkowo wydajnej technologii modułowej. Znacznie zmniejsza wykorzystanie zasobów do konwersji energii na jednostkę powierzchni, a tym samym przyczynia się do większej stabilności.”

W 2014 r. Fraunhofer ISE osiągnęła 46% efektywności ogniw przy użyciu koncentratora kombinowanego i technologii wielopunktowej III-V. Od tego czasu współpracuje z projektem CPVMatch, aby dalej wprowadzać technologię.

„W CPVMatch zajęliśmy się wszystkimi etapami produkcji modułów koncentratorów, poczynając od materiałów, przez systemy produkcji i wytwarzanie komórek, aż po wyzwania związane z produkcją całych modułów” – mówi Gerald Siefer, kierownik projektu III-V analizy ogniw i modułów w Fraunhofer ISE.

Choć nie ulega wątpliwości, że wyniki Fraunhofer ISE są tutaj imponujące, to niezwykle wydajne półprzewodniki są zbyt drogie przy masowej produkcji, dlatego dotychczas znajdowały zastosowanie jedynie w projektach niszowych, takich jak satelity i drony, gdzie wysoka wydajność jest ważniejsza niż koszt.

Naukowcy twierdzą, że są w stanie zoptymalizować produkcję czterech ogniw słonecznych złączy. Czy jednak nowa technologia znajdzie zastosowanie konsumenckie? Zbyt droga produkcja i nieznana trwałość raczej wskazują na to, że rozwiązanie nie wejdzie na rynek komercyjny. Być może zastosowanie to znajdzie miejsce w przypadku bardzo nasłonecznionych, nagrzewających się instalacji. Nowe osiągnięcie pozwoliłoby CPV konkurować ze skoncentrowaną energią słoneczną – która zamienia ciepło ze słońca w parę w celu wytworzenia energii – w obszarach o gorącym, suchym klimacie i niewielkiej ilości chmur.

Mimo że Niemcy starają się rozwijać także w kwestii technologii, rynek chiński póki co nie ma sobie równych. Produkcja paneli fotowoltaicznych jest tam dużo tańsza, a oferowane moduły są wydajne, trwałe i dogodne dla warunków, które panują w naszej strefie klimatycznej.