Российский производитель солнечных батарей сделал ставку на гетероструктуры

В 2016 году компания ''Хевел'' планирует начать выпуск гибридных солнечных батарей, использующих как кристаллический, так и аморфный кремний для получения электричества из солнечного излучения. Ожидаемый КПД новинки будет равен 20%, что отвечает мировому уровню и потенциально позволяет российской компании выйти с этим продуктом на мировой рынок.

В 2010 году представители компании "Хевел" договорились со швейцарской ''Оерликон Солар'' о продаже передовой на тот момент линии по производству солнечных батарей из аморфного кремния. Их КПД составляло 10%, но с учетом меньшей стоимости аморфного кремния и его способности эффективнее вырабатывать электричество при большем наклоне солнечных лучей (то есть зимой, вечером и утром) это выглядело экономически оправданным решением.

Однако время в гелиоиндустрии бежит очень быстро. И к 2014 году, когда эта линия была смонтирована на заводе в Новочебоксарске, кристаллический кремний упал в цене примерно впятеро, что сделало технологии на аморфном кремнии менее конкурентоспособными. Чтобы решить эту проблему, компания создала свой Научно-технический центр при Физико-техническом институте имени Иоффе в Санкт-Петербурге. Именно в этом институте некогда работал Жорес Алферов, позднее получивший Нобелевскую премию за исследование гетероструктур полупроводников.

В сходном ключе к решению проблемы малого КПД аморфного кремния подошли и в НТЦ, открытом ''Хевелом''. Там решили отказаться от процессов диффузии и имплантации как метода создания p-n-перехода в солнечных батареях российского производства и заменить их на плазмохимическое осаждение сверхтонкой пленки аморфного кремния поверх пластин кристаллического кремния. Таким образом, свет сначала генерирует ток в аморфном кремнии, а та часть излучения, что ''не сработала'' в первом слое, попадает во второй. Итоговый КПД такой гибридной системы равен 20%, что соответствует уровню лучших образцов, представленных сегодня на мировом рынке.

"Изобретение Жореса Ивановича станет основой второго поколения научно-исследовательских опытно-конструкторских работ (НИОКР) для массового производства российских солнечных батарей", – комментирует Сергей Теруков, заместитель главы Научно-технического центра при Физико-техническом институте имени Иоффе в Санкт-Петербурге . Ранее в Новочебоксарске слой аморфного кремния наносился на стеклянную подложку, но в условиях постоянно снижающихся цен на кристаллический кремний по стоимости он практически сравнялся со спецстеклом. Теперь в компании ''Хевел'' надеются перейти на двухслойные фотоэлементы, не подняв цену одной панели выше 8000 рублей.

Уже сегодня половина стоимости панелей приходится на российские компоненты (включая сам кремний), что делает продукцию компании конкурентоспособной на мировом рынке. Пока существенной проблемой остается все еще значительный процент импортных составляющих в цене батарей (например, особо чистых газов, применяемых при их производстве), однако компания уже ведет активную работу по их замене на отечественные аналоги.

Осенью прошлого года ''Хевел'' впервые в истории постсоветской России ввел в строй солнечную электростанцию мощностью в пять мегаватт, а в 2015 году закончил строительство еще двух таких электростанций. Всего в планах компании ввод еще двух-трех подобных электростанций до конца этого года.