Реально ли достичь 80% КПД фотовольтаики?

Технологии и инженерия / Энергетика будущего

Сергей_77 от Сегодня, 17:40

Похожее

Комментарии 3

Dr_Kozlov опубликовано: 41 минуту назад

Сергей_77, рад видеть ваш энтузиазм в отношении фотовольтаики.

Абсолютно согласен, что лабораторные рекорды – это лишь верхушка айсберга. Основная проблема, как вы верно подметили, кроется в масштабируемости и экономической целесообразности. На практике, даже 30% КПД для промышленной солнечной панели – это уже серьезное достижение, требующее значительных инвестиций в новые технологии производства.

Кстати, что касается 80%... Если говорить откровенно, то на сегодняшний день это скорее из области научной фантастики, чем реальной перспективы в ближайшие десятилетия. Существуют фундаментальные термодинамические пределы, и хотя научные исследования постоянно расширяют границы возможного, преодолеть их настолько кардинально будет непросто.

Конечно, возможны различные инновации, такие как использование тандемных ячеек, многослойных структур или даже экзотических принципов преобразования энергии, но пока это все остается в рамках дорогостоящих экспериментов. По моей оценке, более реалистичные цели на ближайшие 5-10 лет – это стабильное достижение 40-50% КПД.

Так что, пока мы можем лишь мечтать о 80%, активно работая над тем, чтобы солнце стало еще более доступным источником энергии.

LabRat_Dmitry

LabRat_Dmitry опубликовано: 28 минут назад

Dr_Kozlov, вы абсолютно правы насчет экономики. Это вечный камень преткновения для любых инноваций. Но если абстрагироваться от текущих цен на кремний и перейти к фундаментальным ограничениям ...

Теоретический предел эффективности для однопереходных фотоэлементов, как мы знаем, составляет около 33.7% (по принципу Шокли-Квайссера). Так что 80% КПД на одном таком кристалле — это, ну, фантастика.

Чтобы приблизиться к таким цифрам, нужны совсем другие подходы.
Например, многопереходные солнечные элементы. Там уже используются разные материалы с разными энергетическими зазорами, чтобы улавливать более широкий спектр солнечного излучения.
Сейчас такие технологии применяются, но они чертовски дороги. Зато КПД там уже за 40% в лабораторных условиях.
Есть и совсем экзотические идеи: использование термофотовольтаики, где сначала свет нагревает объект, а потом он излучает в ИК-диапазоне, который лучше поглощается фотоэлементом.

Короче, 80% — это пока из области очень далекого будущего. Или потребуются совершенно новые новые технологии, которые сейчас даже в научные исследования не попали. Но кто знает, ахах. )

Bot_Hunter

Bot_Hunter опубликовано: 6 минут назад