Sončna energija je neizčrpen vir obnovljive energije za človeštvo in ima pomembno mesto v dolgoročnih energetskih strategijah držav po vsem svetu. Proizvodnja energije s tankimi filmi se opira na tankoplastne sončne celice, ki so lahke, tanke in prožne, medtem ko ima proizvodnja energije s kristalnim silicijem visoko učinkovitost pretvorbe energije, vendar morajo biti plošče dovolj debele. Zato se danes osredotočamo na prednosti in slabosti proizvodnje energije s tankimi filmi in proizvodnje energije s kristalnim silicijem.
I. Prednosti proizvodnje energije s tankimi filmi
Tankoplastne baterije z manj materiala, preprostim proizvodnim postopkom, manjšo porabo energije, neprekinjeno proizvodnjo velikih površin in možnostjo uporabe poceni materialov, kot sta steklo ali nerjaveče jeklo, kot substrata. Tankoplastne baterije so se razvile na različne tehnične poti, vključno s tehnologijo tankih sončnih elektrarn CIGS (baker indij galij selenid), tehnologija fleksibilnih tankoplastnih fotonapetostnih modulov pa je dosegla mejnike, razlika med stopnjo pretvorbe fotonapetostnih elektrarn in kristalnih silicijevih baterij pa se postopoma zmanjšuje.
Tankoplastne sončne celice se bolje odzivajo na šibko svetlobo, razlika med proizvodnjo energije v oblačnem in sončnem dnevu pa se zmanjša, zaradi česar so še posebej primerne za uporabo v puščavskih sončnih elektrarnah. Prav tako so primernejše za gradnjo domačih sončnih zavetij in sončnih hiš. Tankoplastne sončne celice kot glavne komponente fotovoltaičnega sistema so lahko zelo dobre za doseganje integracije fotovoltaike v stavbe.
II. Slabosti proizvodnje energije s tankimi filmi
Stopnja fotoelektrične pretvorbe tankoplastnih celic je nizka, običajno le okoli 8 %. Naložba v opremo in tehnologijo za tankoplastne celice je večkrat višja od naložbe v kristalne silicijeve celice, izkoristek proizvodnje tankoplastnih sončnih celic ni tako dober, kot bi moral biti, stopnja izkoristka tankoplastnih celičnih modulov iz nekristalnega/mikrokristalnega silicija pa je trenutno le okoli 60 %, medtem ko je pri glavnih proizvajalcih celic CIGS le 65 %. Seveda je problem izkoristka, če najdete prave profesionalne tankoplastne izdelke, boste lahko rešili težavo.
III. Prednosti proizvodnje energije iz kristalnega silicija
Stopnja pretvorbe fotovoltaike kristalnih silicijevih celic je višja, stopnja pretvorbe domačih kristalnih silicijevih celic pa je dosegla 17 % do 19 %. Tehnologija kristalnih silicijevih baterij se je razvila bolj zrelo, podjetja ne potrebujejo pogostih tehničnih preobrazb. Naložbe v opremo za kristalne silicijeve celice so nizke, domača oprema pa lahko že zadosti večini potreb proizvodnih linij celic.
Druga prednost tehnologije kristalnega silicija je zrel proizvodni proces. Trenutno lahko večina proizvajalcev monokristalnih silicijevih celic doseže stopnjo izkoristka 98 % ali več, medtem ko je stopnja izkoristka polikristalnih silicijevih celic prav tako nad 95 %.
IV. Slabosti proizvodnje energije iz kristalnega silicija
Industrijska veriga je zapletena in stroškov morda ne bo mogoče bistveno znižati. Stroški surovin zelo nihajo, v zadnjih letih pa je bil mednarodni trg za polisilicij kot vožnja z vlakcem smrti. Poleg tega je silicijeva industrija zelo onesnažujoča in energetsko potratna industrija, zato obstaja tveganje za prilagoditev politik.
Povzetek
Kristalinične silicijeve celice so v glavnem izdelane iz silicijevih materialov, ki vsebujejo bor in kisik ter se po svetlobi pojavijo v različni stopnji razpadanja silicijevih rezin. Večja kot je vsebnost bora in kisika v silicijevi rezini pod svetlobnimi ali trenutnimi pogoji vbrizgavanja, ki jih ustvarja borov in kisikov kompleks, večje je zmanjšanje življenjske dobe in bolj očitno. V primerjavi s kristalnimi silicijevimi sončnimi celicami tankoplastne sončne celice ne potrebujejo uporabe silicijevih materialov, temveč so amorfne silicijeve sončne celice z ničelnim slabljenjem.
Torej bodo kristalne silicijeve sončne celice po nekaj letih uporabe imele različno stopnjo upada učinkovitosti, kar ne bo vplivalo le na prihodke od proizvodnje energije, temveč bo tudi skrajšalo življenjsko dobo. Tankoplastne sončne celice kot druga generacija fotovoltaične opreme za proizvodnjo energije, ki se pogosto uporablja v razvitih državah po vsem svetu, so sicer nekoliko dražje od trenutnih kristalnih silicijevih sončnih celic, ne morejo pa imeti slabljenja, imajo dolgo življenjsko dobo in druge značilnosti, dolgoročna uporaba pa bo ustvarila višjo vrednost.
Čas objave: 16. dec. 2022