Японские разработчики солнечных панелей стараются удержаться на рынке под натиском китайских конкурентов, предлагая всё более совершенные технологии получения электроэнергии из солнечного света. Консорциум японских разработчиков недавно предложил технологию изготовления перовскитных солнечных панелей с увеличенным в полтора раза относительно китайских аналогов сроком службы.
Источник изображения: Unsplash, Chelsea
Наладить выпуск солнечных панелей нового поколения в Японии планируется в следующем десятилетии, когда на внутреннем рынке должна возникнуть волна обновления существующего парка панелей. Интерес к солнечной энергетике среди массовых пользователей в Японии вырос в 2012 году, когда местные власти обязали покупать у владельцев солнечных панелей генерируемую энергию по гарантированным ценам на протяжении длительных сроков. Закупленные в те годы панели будут выводиться из эксплуатации по истечении двух или трёх десятилетий, поэтому и спрос на новые вырастет уже после 2030 года.
Toshiba, Shin-Etsu и Университет Ниигаты сообща разработали новый тип тандемных солнечных панелей, которые сочетают слой перовскита и слой кремния. При сохранении малой толщины солнечной ячейки и гибкости, такой тандем должен примерно на 30 % повышать эффективности генерации электроэнергии. Если Toshiba отвечала в этом консорциуме за разработку самих солнечных ячеек, то Shin-Etsu и учёные из Ниигаты создали корпус ячеек, обеспечивающий повышенный эксплуатационный ресурс. Последнюю задачу помогает решить защитный слой из синтетического каучука с вкраплениями компонентов, обладающих свойством поглощать влагу из воздуха. Высокие температуры и влажность являются двумя основными факторами, сокращающими продолжительность службы перовскитных солнечных панелей.
Разработанные в Японии панели позволяют стабильно вырабатывать электричество на протяжении 3000 часов при температуре воздуха до 85 градусов Цельсия и влажности до 85 %. Созданные китайскими конкурентами при поддержке сингапурских учёных перовскитные панели ранее считались самыми долговечными, для них заявлялся расчётный срок службы 2000 часов при аналогичных условиях. Получается, что японские панели могут служить в полтора раза больше, и для реальной эксплуатации это значит, что использовать их можно будет на протяжении 20 и более лет. Пока прототипы тандемных панелей, разработанных указанным консорциумом, имеют площадь 25 мм2, но к моменту начала серийного производства разработчики надеются добиться сохранения заявленных характеристик для ячеек площадью более 250 см2.
Прочие японские производители тоже не сидят на месте, и та же Kaneka планирует поднять КПД перовситных панелей до уровня более 40 % к 2035 году, а Choshu Industry также рассчитывает увеличить срок эксплуатации солнечных панелей до более чем 20 лет к 2030 фискальному году. Для японских производителей лидерство в сфере долговечности продукции может стать важным преимуществом в борьбе за место на рынке с китайскими конкурентами. К 2040 году власти Японии надеются ввести в эксплуатацию до 20 ГВт солнечных генерирующих мощностей на базе перовскитных панелей. Это сопоставимо с мощностью 20 ядерных реакторов. Повышение эффективности тандемных панелей является одним из способов достижения этой цели.