Вечно живой источник энергии - солнечные батареи

Утверждение о том, что солнечные батареи нельзя усовершенствовать, ошибочно. Сотрудник лаборатории фотоэлектрофизики ИПХФ РАН, инженер-химик, Михаил Агапкин, в интервью рассказал о том, какие возможные изменения ожидают солнечные батареи.

– Расскажите о работах с солнечными батареями, которые сейчас ведутся в Институте проблем химической физики РАН

– Сотрудники нашей лаборатории фотоэлектрофизики изучают самый важный элемент солнечных батарей – ее поглощающий слой. В большинстве случаев полупроводником является кремний, мы же ищем ему альтернативу, которая была бы более экологичной и доступной в цене. Для этого мы изучаем свойства таких полупроводников р-типа, как кестерит и теллурид кадмия. Экспериментальным путем мы подбираем лучшие условия для создания максимально эффективной солнечной батареи.

– Может ли солнечная батарея прийти в негодность в условиях российского климата?

– Солнечную батарею из-за ее многослойности можно назвать бутербродом, включающим в себя множество органических или неорганических соединений. Соответственно, на каждом уровне необходимо обеспечить сцепление с предыдущим и последующим пластом. Это «сцепление» происходит за счет сил, напрямую зависящих от температуры. Получается, резкие перепады температур оказывают влияние на «слипаемость» поверхностей в солнечных батареях. Однако в России изменения в температуре происходят довольно плавно, так что они не могут негативно повлиять на работу устройства.

– Всемирно известная компания Tesla производит крыши с солнечными панелями. Месяц назад корпорация представила продукт третьего поколения, его главная характеристика - относительно низкая цена. Каким образом производителям удалось снизить стоимость?

– Не думаю, что снижение цены обусловлено нахождением альтернативы кремния. Дело в том, что наука занимается изучением альтернативных поглощающих слоев сравнительно недавно, тогда как исследование кремниевых длится на протяжении века. Вероятно, производители нашли иные методы уменьшения стоимости. Могу предположить, что они применяют более выгодный способ для напыления остальных слоев.

– От чего зависит эффективность солнечных батарей, их КПД (коэффициент полезного действия)?

– Эффективность солнечных батарей зависит от такого явления как p-n-переход. Когда мы на полупроводник n типа направляем свет, он начинает испускать электроны. Эти электроны захватывают полупроводник p типа, за счет этого начинает течь ток. Таким образом, КПД зависит от количества электронов, которые выработает полупроводник при единице падающего света.

– Расскажите об электромобилях, которые передвигаются благодаря энергии солнца. Для подзарядки их аккумуляторов используют солнечные батареи. Такие машины не нуждаются в дополнительных видах топлива?

– Мы понимаем, что машина будет ехать, пока светит солнце. Солнцемобиль поедет и когда солнце, предположим зайдет за тучу. Движение будет производиться за счет аккумулятора, однако будет непродолжительным, так как заряда может не хватить. Два, три, возможно четыре часа машина сможет проехать. Если же подпитка идет постоянно, то солнечная энергия – вполне перспективный вариант. Однако, полноценной заменой топлива ее считать нельзя, скорее солнечные батареи можно назвать отличным дополнением. Полностью отказаться от жидкого топлива невозможно, необходимо изготавливать гибриды, так как в непредвиденных ситуациях всегда должна иметься «подушка безопасности»