Технологии изготовления PV-модулей

PV-элементы обычно делают или из кристаллического кремния, или из тонкой PV-пленки, помещенной в качестве промежуточного слоя между двумя боковыми сторонками, выполненными из относительно дешевого прозрачного материала, обычно стекла или пластика. Главную долю рынка производства модулей занимают кремниевые модули. Однако сейчас очевиден прогрессирующий рост тонкопленочной технологии. Кристаллический кремний пока остается основой большинства применяемых силовых модулей. Хотя по многим технико-экономическим показателям это далеко не идеальный материал для солнечных элементов, но его преимущество именно в широком его распространении, хорошей изученности свойств и использования для его производства такой же технологии, как и при производстве кремниевых пластин для электроники. В реально применяемых PV-модулях эффективность кремниевых ячеек, в лабораторных условиях близка к 35%, в практическом применении находится в пределах 17-22% Тонкопленочная (Thin Film, TF) технология производства солнечных элементов — передовое решение для производства соларной электроэнергии. В отличие от технологии с использованием кремниевых пластин, TF-элементы в своем большинстве производятся на стекле. Активный кремниевый слой наносится на стекло по технологии, близкой к известной технологии изготовления плоских экранов телевизоров и мониторов дисплеев (TFT LCD, Thin Film Transistor of Liquid Crystal Display — тонкопленочных транзисторов для жидкокристаллических дисплеев). Тонкопленочные модули конструктивно состоят из особо тонкого слоя фоточувствительного материала, нанесенного на подложку из стекла, нержавеющей стали или пластика. Коммерческого успеха достигли пока три технологии TF-модулей: произведенные из аморфного кремния (a-Si), медно-индиевого диселенида и теллурида кадмия. Все эти технологии предполагают наличие активного слоя с толщиной порядка нескольких микрометров. Технология производства, начиная с некоторого уровня производительности, позволяет быть высокоавтоматизированной и роботизированной, в ней используется интегральный подход и модульная архитектура построения. По сравнению с кремниевой технологией здесь требуется значительно меньше высококвалифицированного ручного труда при подключении ряда отдельных ячеек вместе. Занимая пока примерно 12% рынка PV-модулей в мировой солнечной энергетике, тонкопленочная технология обещает стать самой массовой, уже начиная с 2010 г., когда вступили в строй новые мощные роботизированные производства во всех основных странах-производителях фотовольтаической аппаратуры.