Тонкопленочный солнечный элемент

Тонкопленочные солнечные элементы, второе поколение фотоэлектрических (PV) солнечных элементов :

Вверху: тонкопленочные силиконовые ламинаты, устанавливаемые на крышу.
В центре: солнечный элемент CIGS на гибкой пластиковой основе и жесткие панели CdTe, установленные на несущей конструкции.
Внизу: тонкопленочный ламинат на крышах.

Тонкопленочные солнечные элементы — это тип солнечных элементов, изготовленных путем нанесения одного или нескольких тонких слоев ( тонких пленок или TF) фотоэлектрического материала на подложку, такую как стекло, пластик или металл. Тонкопленочные солнечные элементы обычно имеют толщину от нескольких нанометров ( нм ) до нескольких микрон ( мкм ), что намного тоньше, чем пластины, используемые в обычных солнечных элементах на основе кристаллического кремния (c-Si), толщина которых может достигать 200 мкм. Тонкопленочные солнечные элементы коммерчески используются в нескольких технологиях, включая теллурид кадмия (CdTe), диселенид меди, индия-галлия (CIGS) и аморфный тонкопленочный кремний (a-Si, TF-Si).

Солнечные элементы часто подразделяются на так называемые поколения на основе активных (поглощающих солнечный свет) слоев, используемых для их производства, при этом наиболее хорошо зарекомендовавшие себя солнечные элементы или элементы первого поколения изготавливаются из одно- или мультикристаллического солнечные кремния . Это доминирующая технология, используемая в настоящее время в большинстве солнечных фотоэлектрических систем . Большинство тонкопленочных солнечных элементов относятся к второму поколению и изготовлены с использованием тонких слоев хорошо изученных материалов, таких как аморфный кремний (a-Si), теллурид кадмия (CdTe), селенид меди, индия-галлия (CIGS) или арсенид галлия (GaAs). . Солнечные элементы, изготовленные из новых, менее известных материалов, классифицируются как солнечные элементы третьего поколения или новые. Сюда входят некоторые инновационные тонкопленочные технологии, такие как перовскит , сенсибилизированные красителем , квантовые точки , органические и CZTS тонкопленочные солнечные элементы .

Тонкопленочные элементы имеют ряд преимуществ перед кремниевыми солнечными элементами первого поколения, в том числе более легкие и гибкие благодаря своей тонкой конструкции. Это делает их пригодными для использования в фотоэлектрических системах, встроенных в здания, а также в качестве полупрозрачного фотоэлектрического материала для остекления, который можно ламинировать на окнах. В других коммерческих целях используются жесткие тонкопленочные солнечные панели (расположенные между двумя стеклянными панелями) на некоторых крупнейших в мире фотоэлектрических электростанциях . Кроме того, материалы, используемые в тонкопленочных солнечных элементах, обычно производятся с использованием простых и масштабируемых методов, более рентабельных, чем элементы первого поколения, что приводит к снижению воздействия на окружающую среду, например, выбросов парниковых газов (ПГ) во многих случаях . Тонкопленочные элементы также обычно превосходят возобновляемые и невозобновляемые источники для производства электроэнергии с точки зрения токсичности для человека и выбросов тяжелых металлов .

Несмотря на первоначальные проблемы с эффективным преобразованием света , особенно среди фотоэлектрических материалов третьего поколения, по состоянию на 2023 год некоторые тонкопленочные солнечные элементы достигли эффективности до 29,1% для однопереходных тонкопленочных элементов GaAs, что превышает максимальный КПД в 26,1%. для стандартных однопереходных солнечных элементов первого поколения. Ячейки многопереходного концентратора , включающие тонкопленочные технологии, по состоянию на 2023 год достигнут эффективности до 47,6%. ^{[ 1 ]}

было обнаружено, что многие тонкопленочные технологии имеют более короткий срок эксплуатации и более высокие скорости деградации, чем элементы первого поколения Тем не менее, в ходе ускоренных испытаний на срок службы , что способствовало их несколько ограниченному использованию. По состоянию на 2023 год доля на фотоэлектрическом рынке останется на уровне около 5%. тонкопленочных технологий ^{[ 2 ]} Тем не менее, тонкопленочная технология стала значительно более популярной в Соединенных Штатах, где на одни только ячейки CdTe приходилось почти 30% новых развертываний в масштабах коммунальных предприятий в 2022 году. ^{[ 3 ]}

История

Первые исследования тонкопленочных солнечных элементов начались в 1970-х годах. В 1970 году Жореса Алферова группа в Институте Иоффе создала первые солнечные элементы на основе арсенида галлия (GaAs), позже за эту и другие работы в 2000 году была присуждена Нобелевская премия по физике. ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} Два года спустя, в 1972 году, профессор Карл Бёр основал Институт преобразования энергии (IEC) в Университете штата Делавэр для дальнейшего исследования тонкопленочной солнечной энергии. Сначала институт сосредоточился на элементах из сульфида меди/сульфида кадмия (Cu ₂ S/CdS), а затем из фосфида цинка (Zn ₃ P ₂ ) и аморфного кремния (a-Si). в 1975 году расширился до тонких пленок ^{[ 6 ]} В 1973 году IEC представила дом на солнечной энергии Solar One, ставший первым примером фотоэлектрической системы, интегрированной в жилой дом. ^{[ 7 ]} В следующем десятилетии интерес к тонкопленочным технологиям для коммерческого использования и аэрокосмической промышленности ^{[ 8 ]} Применение значительно возросло: несколько компаний начали разработку тонкопленочных солнечных устройств из аморфного кремния. ^{[ 9 ]} В 1980 году эффективность тонкопленочной солнечной энергии выросла до 10% для Cu ₂ S/CdS. ^{[ 10 ]} а в 1986 году ARCO Solar выпустила первый коммерчески доступный тонкопленочный солнечный элемент G-4000, изготовленный из аморфного кремния. ^{[ 11 ]}

В 1990-х и 2000-х годах тонкопленочные солнечные элементы продемонстрировали значительный рост максимальной эффективности и распространение существующих тонкопленочных технологий в новые сектора. был разработан тонкопленочный солнечный элемент с эффективностью более 15% В 1992 году в Университете Южной Флориды . ^{[ 12 ]} Всего семь лет спустя, в 1999 году, Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии США (NREL) и Spectrolab совместно разработали трехпереходный солнечный элемент на основе арсенида галлия, эффективность которого достигла 32%. ^{[ 13 ]} В том же году компания Kiss + Cathcart разработала прозрачные тонкопленочные солнечные элементы для некоторых окон на Таймс-сквер, 4 , генерирующие достаточно электроэнергии для питания 5-7 домов. ^{[ 14 ]}^{[ 12 ]} В 2000 году BP Solar представила два новых коммерческих солнечных элемента, основанных на тонкопленочной технологии. ^{[ 12 ]} были разработаны первые органические тонкопленочные солнечные элементы В 2001 году в Университете Иоганна Кеплера в Линце . В 2005 году солнечные элементы GaAs стали еще тоньше благодаря первым отдельно стоящим элементам (без подложки), представленным исследователями из Университета Радбауд . ^{[ 15 ]}

Это также было время значительных успехов в исследовании новых солнечных материалов третьего поколения – материалов, потенциально способных преодолеть теоретические пределы эффективности традиционных твердотельных материалов. ^{[ 16 ]} В 1991 году был разработан первый высокоэффективный сенсибилизированный красителем солнечный элемент , заменивший обычный твердый полупроводниковый (активный) слой элемента на смесь жидких электролитов, содержащую светопоглощающий краситель. ^{[ 17 ]} В начале 2000-х годов началась разработка солнечных элементов на квантовых точках. ^{[ 16 ]} технология позже сертифицирована NREL в 2011 году. ^{[ 18 ]} В 2009 году исследователи из Токийского университета сообщили о солнечном элементе нового типа, использующем перовскиты в качестве активного слоя и достигающем эффективности более 3%. ^{[ 19 ]} основываясь на работе Мурасе Тикао 1999 года, в которой был создан слой перовскита, способный поглощать свет. ^{[ 20 ]}

В 2010-х и начале 2020-х годов инновации в тонкопленочных солнечных технологиях включали усилия по распространению солнечной технологии третьего поколения на новые применения и снижению производственных затрат, а также значительное повышение эффективности материалов как второго, так и третьего поколения. В 2015 году Kyung-In Synthetic выпустила первые струйные солнечные элементы — гибкие солнечные элементы, изготовленные с помощью промышленных принтеров. ^{[ 21 ]} В 2016 году лаборатория органической и наноструктурной электроники (ONE) Владимира Буловича в Массачусетском технологическом институте (MIT) создала тонкопленочные ячейки, достаточно легкие, чтобы сидеть поверх мыльных пузырей. ^{[ 22 ]} В 2022 году та же группа представила гибкие органические тонкопленочные солнечные элементы, встроенные в ткань. ^{[ 23 ]}^{[ 24 ]}

Тонкопленочные солнечные технологии захватили пиковую долю мирового рынка в 32% новых фотоэлектрических установок в 1988 году, а затем снизились на несколько десятилетий и снова достигли другого, меньшего пика в 17% в 2009 году. ^{[ 25 ]}^{[ 26 ]} Затем доля рынка во всем мире неуклонно снизилась до 5% в 2021 году. ^{[ 25 ]} однако тонкопленочные технологии захватили примерно 19% общей доли рынка США в том же году, включая 30% промышленного производства. ^{[ 27 ]}

Теория работы

В типичном солнечном элементе фотоэлектрический эффект используется для выработки электроэнергии из солнечного света. Светопоглощающий или «активный слой» солнечного элемента обычно представляет собой полупроводниковый существует разрыв материал, а это означает, что в его энергетическом спектре между валентной зоной локализованных электронов вокруг ионов- хозяев и зоной проводимости электронов более высоких энергий, которые свободно перемещаться по материалу. Для большинства полупроводниковых материалов при комнатной температуре электроны, которые не получили дополнительную энергию от другого источника, будут существовать в основном в валентной зоне с небольшим количеством электронов или без них в зоне проводимости. Когда солнечный фотон достигает полупроводникового активного слоя солнечного элемента, электроны в валентной зоне могут поглощать энергию фотона и возбуждаться в зоне проводимости, позволяя им свободно перемещаться по материалу. пустое электронное состояние (или дырка Когда это происходит, в валентной зоне остается ). Электрон зоны проводимости и дырка валентной зоны вместе называются электронно-дырочная пара . И электрон, и дырка в паре электрон-дырка могут свободно перемещаться по материалу как электричество. ^{[ 28 ]} Однако, если пара электрон-дырка не разделена, электрон и дырка могут рекомбинировать в исходное состояние с более низкой энергией, высвобождая фотон соответствующей энергии. В термодинамическом равновесии прямой процесс (поглощение фотона для возбуждения пары электрон-дырка) и обратный процесс (испускание фотона для разрушения пары электрон-дырка) должны происходить с одинаковой скоростью по принципу детального баланса . Следовательно, чтобы сконструировать солнечный элемент из полупроводникового материала и извлечь ток в процессе возбуждения, необходимо разделить электрон и дырку электронно-дырочной пары. Этого можно добиться разными способами, но наиболее распространенным является pn-переход , где положительно легированный (p-тип) полупроводниковый слой и отрицательно легированный (n-тип) полупроводниковый слой встречаются, создавая потенциалов химическую разность . который притягивает электроны в одном направлении, а дырки в другом, разделяя пару электрон-дырка. ^{[ 29 ]} Вместо этого этого можно достичь, используя металлические контакты с различными работами выхода , как в ячейке с переходом Шоттки .

В тонкопленочном солнечном элементе процесс практически такой же, но активный полупроводниковый слой сделан намного тоньше. Это может стать возможным благодаря некоторым внутренним свойствам используемого полупроводникового материала, которые позволяют ему преобразовывать особенно большое количество фотонов на толщину. Например, некоторые тонкопленочные материалы имеют прямую запрещенную зону , что означает, что электронные состояния проводимости и валентной зоны имеют одинаковый импульс, а не разные импульсы, как в случае полупроводника с непрямой запрещенной зоной, такого как кремний. Наличие прямой запрещенной зоны устраняет необходимость в источнике или стоке импульса (обычно колебания решетки или фонон ), упрощая двухэтапный процесс поглощения фотона в одноэтапный процесс. ^{[ 30 ]} Другие тонкопленочные материалы могут быть способны поглощать больше фотонов на единицу толщины просто из-за наличия энергетической запрещенной зоны, которая хорошо соответствует пиковой энергии солнечного спектра , а это означает, что существует много солнечных фотонов с правильной энергией, доступной для возбуждения электронов. пары отверстий.

В других тонкопленочных солнечных элементах полупроводниковый слой может быть полностью заменен другим светопоглощающим материалом, например, раствором электролита и фотоактивного молекулами красителя в солнечном элементе, сенсибилизированном красителем, или квантовыми точками в солнечном элементе с квантовыми точками. .

Материалы

Тонкопленочные технологии уменьшают количество активного материала в клетке. Активный слой может быть размещен на жесткой подложке из стекла, пластика или металла, либо ячейка может быть изготовлена из гибкой подложки, например ткани. Тонкопленочные солнечные элементы, как правило, дешевле, чем элементы из кристаллического кремния, и оказывают меньшее воздействие на окружающую среду (определено на основе анализа жизненного цикла ). ^{[ 31 ]} Их тонкая и гибкая природа также делает их идеальными для таких применений, как встроенные в здания фотоэлектрические системы. У большинства пленочных панелей эффективность преобразования на 2-3 процентных пункта ниже, чем у кристаллического кремния. ^{[ 32 ]} хотя некоторые тонкопленочные материалы превосходят панели из кристаллического кремния с точки зрения эффективности. Теллурид кадмия (CdTe), селенид меди, индия, галлия (CIGS) и аморфный кремний (a-Si) являются тремя наиболее известными технологиями производства тонких пленок.

Тонкопленочные материалы второго поколения

Теллурид кадмия

Теллурид кадмия (CdTe) представляет собой халькогенидный материал, который используется в технологии изготовления тонких пленок. На его долю приходится около 5 процентов мирового производства фотоэлектрических систем, что составляет более половины рынка тонких пленок. Лабораторная эффективность ячейки также значительно возросла за последние годы и находится на уровне тонкой пленки CIGS и близка к эффективности мультикристаллического кремния по состоянию на 2013 год. ^{[ 33 ]}^: 24–25 Кроме того, CdTe имеет самый низкий срок окупаемости энергии среди всех серийно производимых фотоэлектрических технологий и может составлять всего восемь месяцев в благоприятных местах. ^{[ 33 ]}^: 31 CdTe также работает лучше, чем большинство других тонкопленочных фотоэлектрических материалов, по многим важным факторам воздействия на окружающую среду, таким как потенциал глобального потепления и выбросы тяжелых металлов. ^{[ 34 ]} Известным производителем является американская компания First Solar, базирующаяся в Темпе, штат Аризона , которая производит CdTe-панели с эффективностью около 18 процентов. ^{[ 35 ]}

Хотя токсичность кадмия , возможно, не является такой уж серьезной проблемой, а экологические проблемы полностью решаются путем переработки модулей CdTe в конце их срока службы, ^{[ 36 ]} все еще есть неопределенности ^{[ 37 ]} и общественное мнение скептически относится к этой технологии. ^{[ 38 ]}^{[ 39 ]} Использование редких материалов также может стать ограничивающим фактором промышленного масштабирования технологии тонких пленок CdTe. Редкость теллура формой которого является теллурид , анионной , сравнима с редкостью платины в земной коре и существенно влияет на стоимость модуля. ^{[ 40 ]}

Селенид меди, индия, галлия (CIGS)

Лабораторные записи CIGS по эффективности (обновлено 02.12.2024 г.)
	Клетка	Модуль
Стеклянная подложка	23.6 % ^{[ 41 ]}	20.3 % ^{[ 42 ]}
Гибкая подложка	22.2 % ^{[ 43 ]}	18.6 % ^{[ 44 ]}

Как и CdTe, селенид меди, индия, галлия (CIGS) и его разновидности представляют собой полупроводники халькогенидных соединений. Солнечные элементы CIGS достигли лабораторной эффективности выше 23 процентов (см. таблицу) и доли 0,8 процента на общем рынке фотоэлектрических систем в 2021 году. ^{[ 45 ]} Многие компании производят солнечные элементы и модули CIGS, однако некоторые из них в последние годы значительно сократили или прекратили производство.

Фактические исследования направлены на улучшение свойств, связанных с изготовлением и функциональностью, путем модификации или замены отдельных слоев, например:

Исследуются альтернативные материалы для замены сульфида кадмия в качестве буферного слоя из-за его потенциальной опасности. ^{[ 46 ]}
Молибден в качестве заднего контакта заменен прозрачной проводящей пленкой для получения двусторонних солнечных элементов . ^{[ 47 ]}

Гибкий солнечный элемент CIGS, производимый Solarion AG (подложка: полиимид)

Солнечные элементы CIGS демонстрируют особенно низкую потерю эффективности при нанесении на гибкую подложку вместо стекла (см. таблицу), поэтому они считаются перспективными кандидатами для гибких и легких солнечных модулей . ^{[ 48 ]}

Помимо потенциала развития других слоев солнечного элемента, поглотительный материал CIGS обладает замечательным свойством: его запрещенную зону можно регулировать, регулируя соотношение индия и галлия в соединении. Настраивая запрещенную зону, можно изменить часть солнечного спектра , поглощаемую солнечным элементом, что делает ячейки CIGS особенно интересными в качестве компонентов многопереходных солнечных элементов . ^{[ 48 ]}

{\begin{pmatrix}\mathrm {Cu} \\\mathrm {Ag} \\\mathrm {Au} \end{pmatrix}}{\begin{pmatrix}\mathrm {Al} \\\mathrm {Ga} \\\mathrm {In} \end{pmatrix}}{\begin{pmatrix}\mathrm {S} \\\mathrm {Se} \\\mathrm {Te} \end{pmatrix}}_{2}

Возможные комбинации элементов группы ( XI , XIII , XVI ) в периодической таблице , дающие соединения, проявляющие фотоэлектрический эффект : Cu , Ag , Au – Al , Ga , In – S , Se , Te .

Также возможна частичная замена меди серебром и x селена с серой образованием соединения (Ag _z Cu _1-z (In _1-x Ga ₂ )(Se _1-y S _y ) ₎ . Чтобы отличить соединение, не содержащее серы, его иногда называют CIGSe, тогда как аббревиатура CIGS может относиться как к соединениям, содержащим серу, так и к селену. Серебросодержащее соединение иногда называют ACIGS. Варианты состава CIGS являются предметом текущих исследований и частично также производятся в промышленности.

Кремний

Существует три известные кремниевые тонкопленочные архитектуры:

Аморфные кремниевые ячейки
Аморфные/микрокристаллические тандемные клетки (микроморфы)
Тонкопленочный поликристаллический кремний на стекле. ^{[ 49 ]}

Аморфный кремний

Аморфный кремний (a-Si) представляет собой некристаллическую аллотропную форму кремния и наиболее развитую на сегодняшний день технологию тонких пленок. Тонкопленочный кремний является альтернативой обычному пластинчатому (или объемному ) кристаллическому кремнию . Хотя тонкопленочные элементы CdTe и CIS на основе халькогенидов были разработаны в лаборатории с большим успехом, в промышленности по-прежнему существует интерес к тонкопленочным элементам на основе кремния. Устройства на основе кремния имеют меньше проблем, чем их аналоги из CdTe и CIS, такие как проблемы с токсичностью и влажностью элементов CdTe, а также низкая производительность производства CIS из-за сложности материала. Кроме того, из-за политического сопротивления использованию не «зеленых» материалов при производстве солнечной энергии использование стандартного кремния не подвергается стигме.

Этот тип тонкопленочных ячеек в основном изготавливается с помощью метода, называемого химическим осаждением из паровой фазы с плазменным усилением . Он использует газовую смесь силана (SiH ₄ ) и водорода для нанесения очень тонкого слоя кремния толщиной всего 1 микрометр (мкм) на подложку, такую как стекло, пластик или металл, которая уже покрыта слоем прозрачного проводящий оксид . Другие методы, используемые для нанесения аморфного кремния на подложку, включают напыление и методы химического осаждения из паровой фазы с помощью горячей проволоки . ^{[ 50 ]}

a-Si привлекателен в качестве материала для солнечных батарей, поскольку это распространенный нетоксичный материал. Он требует низкой температуры обработки и позволяет масштабировать производство на гибкой, недорогой подложке с небольшим количеством кремниевого материала. Благодаря ширине запрещенной зоны 1,7 эВ аморфный кремний также поглощает очень широкий диапазон светового спектра , включая инфракрасный и даже немного ультрафиолетовый , и очень хорошо работает при слабом свете. Это позволяет элементу генерировать электроэнергию ранним утром или ближе к вечеру, а также в пасмурные и дождливые дни, в отличие от элементов из кристаллического кремния , которые значительно менее эффективны при воздействии рассеянного и непрямого дневного света . ^{[ нужна ссылка ]}

Однако эффективность a-Si элемента значительно снижается примерно на 10–30 процентов в течение первых шести месяцев эксплуатации. Это называется эффектом Штеблера-Вронского (SWE) – типичная потеря электрической мощности из-за изменений фотопроводимости и темновой проводимости, вызванных длительным воздействием солнечного света. Хотя эта деградация полностью обратима при отжиге при температуре 150 °C или выше, обычные солнечные элементы c-Si вообще не проявляют такого эффекта.

Его основная электронная структура — штыревой переход. Аморфная структура a-Si предполагает высокий уровень беспорядка и оборванные связи, что делает его плохим проводником для носителей заряда. Эти оборванные связи действуют как центры рекомбинации, которые серьезно сокращают время жизни носителей. Обычно используется штыревая структура, а не структура зажима. Это связано с тем, что подвижность электронов в a-Si:H примерно на 1 или 2 порядка больше, чем у дырок, и, таким образом, скорость сбора электронов, движущихся от контакта n- к p-типу, лучше, чем у дырок, движущихся из Контакт типа p-n. Поэтому слой p-типа следует размещать вверху, где интенсивность света выше, чтобы большинство носителей заряда, пересекающих переход, были электронами. ^{[ 51 ]}

Тандемная ячейка с использованием a-Si/μc-Si

Слой аморфного кремния можно объединить со слоями других аллотропных форм кремния для получения многопереходного солнечного элемента . Когда объединяются только два слоя (два pn-перехода), это называется тандемной ячейкой . Накладывая эти слои друг на друга, можно поглощать более широкий спектр светового спектра, повышая общую эффективность клетки.

В микроморфном кремнии слой микрокристаллического кремния (μc-Si) соединяется с аморфным кремнием, образуя тандемную ячейку. Верхний слой a-Si поглощает видимый свет, оставляя инфракрасную часть нижнему слою μc-Si. Концепция микроморфных многоячеечных клеток была впервые разработана и запатентована в Институте микротехнологии (IMT) Невшательского университета в Швейцарии. ^{[ 52 ]} и получила лицензию TEL Solar . Новый мировой рекорд фотоэлектрического модуля, основанный на концепции микроморфа с эффективностью модуля 12,24%, был независимо сертифицирован в июле 2014 года. ^{[ 53 ]}

Поскольку все слои изготовлены из кремния, их можно изготавливать с использованием PECVD. Ширина запрещенной зоны a-Si составляет 1,7 эВ, а c-Si - 1,1 эВ. Слой c-Si может поглощать красный и инфракрасный свет. Наилучшая эффективность может быть достигнута при переходе между a-Si и c-Si. Поскольку нанокристаллический кремний (nc-Si) имеет примерно такую же ширину запрещенной зоны, что и c-Si, nc-Si может заменить c-Si. ^{[ 54 ]}

Тандемная ячейка с использованием a-Si/pc-Si

Аморфный кремний также можно объединить с протокристаллическим кремнием (pc-Si) в тандемную ячейку. Протокристаллический кремний с низкой объемной долей нанокристаллического кремния оптимален для высокого напряжения холостого хода . ^{[ 55 ]} Эти типы кремния имеют оборванные и скрученные связи, что приводит к глубоким дефектам (энергетическим уровням в запрещенной зоне), а также к деформации валентной зоны и зоны проводимости (хвостов зон).

Поликристаллический кремний на стекле

Новой попыткой объединить преимущества объемного кремния с преимуществами тонкопленочных устройств является тонкопленочный поликристаллический кремний на стекле. Эти модули производятся путем нанесения просветляющего покрытия и легированного кремния на текстурированные стеклянные подложки с использованием плазменно-усиленного химического осаждения из паровой фазы (PECVD). Текстура стекла повышает эффективность элемента примерно на 3% за счет уменьшения количества падающего света, отражающегося от солнечного элемента и задерживающего свет внутри солнечного элемента. Кремниевая пленка кристаллизуется на этапе отжига при температуре 400–600 градусов Цельсия, в результате чего образуется поликристаллический кремний.

Эти новые устройства демонстрируют эффективность преобразования энергии 8% и высокую производительность производства >90%. Кристаллический кремний на стекле (CSG), где размер поликристаллического кремния составляет 1–2 микрометра, отличается своей стабильностью и долговечностью; использование технологий тонких пленок также способствует экономии средств по сравнению с объемными фотоэлектрическими устройствами. Эти модули не требуют наличия прозрачного проводящего оксидного слоя. Это упрощает производственный процесс в два раза; Мало того, что этот шаг можно пропустить, так еще и отсутствие этого слоя существенно упрощает процесс построения схемы контактов. Оба эти упрощения еще больше снижают себестоимость продукции. Несмотря на многочисленные преимущества перед альтернативными конструкциями, оценки стоимости производства на единицу площади показывают, что эти устройства сопоставимы по стоимости с однопереходными аморфными тонкопленочными элементами. ^{[ 49 ]}

арсенид галлия

Арсенид галлия (GaAs) представляет собой полупроводник с прямой запрещенной зоной III-V и является очень распространенным материалом, используемым для монокристаллических тонкопленочных солнечных элементов. Солнечные элементы GaAs продолжают оставаться одними из самых эффективных тонкопленочных солнечных элементов благодаря своим исключительным термостойким свойствам и высокой эффективности. ^{[ 56 ]} По состоянию на 2019 год монокристаллические элементы GaAs показали самую высокую эффективность солнечных элементов среди всех однопереходных солнечных элементов с эффективностью 29,1%. ^{[ 57 ]} Эта ячейка-рекордсмен достигла такой высокой эффективности за счет установки заднего зеркала на задней поверхности для увеличения поглощения фотонов, что позволило ячейке достичь впечатляющей плотности тока короткого замыкания и значения напряжения холостого хода вблизи предела Шокли-Кейссера . ^{[ 58 ]} В результате солнечные элементы GaAs почти достигли максимальной эффективности, хотя улучшения все еще можно внести, используя стратегии улавливания света. ^{[ 59 ]}

Тонкие пленки GaAs чаще всего изготавливаются методом эпитаксиального выращивания полупроводника на материале подложки. Метод эпитаксиального отрыва (ELO), впервые продемонстрированный в 1978 году, оказался наиболее перспективным и эффективным. В этом методе тонкий слой пленки отделяется от подложки путем выборочного травления жертвенного слоя, который помещается между эпитаксиальной пленкой и подложкой. ^{[ 60 ]} Пленка GaAs и подложка остаются минимально поврежденными в процессе разделения, что позволяет повторно использовать основную подложку. ^{[ 61 ]} При повторном использовании подложки затраты на изготовление можно снизить, но не исключить полностью, поскольку подложку можно использовать повторно только ограниченное количество раз. ^{[ 59 ]} Этот процесс все еще относительно дорог, и все еще проводятся исследования, чтобы найти более экономичные способы выращивания слоя эпитаксиальной пленки на подложке.

Несмотря на высокие характеристики тонкопленочных элементов GaAs, высокая стоимость материалов препятствует их широкому внедрению в индустрии солнечных батарей. GaAs чаще используется в многопереходных солнечных элементах для солнечных панелей на космических кораблях , поскольку большее соотношение мощности к весу снижает затраты на запуск солнечной энергии космического базирования ( элементы InGaP / (In)GaAs / Ge ). Они также используются в фотогальванике-концентраторе — новой технологии, которая лучше всего подходит для мест, получающих много солнечного света, с использованием линз для фокусировки солнечного света на гораздо меньшем по размеру и, следовательно, менее дорогом солнечном элементе-концентраторе GaAs.

Тонкопленочные материалы третьего поколения (новые)

Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии классифицирует ряд тонкопленочных технологий как новые фотоэлектрические элементы — большинство из них еще не получили коммерческого применения и все еще находятся на стадии исследований или разработок. Многие используют органические материалы, часто металлоорганические соединения, а также неорганические вещества. Хотя многие из этих технологий на ранних стадиях боролись с нестабильностью и низкой эффективностью, некоторые новые материалы, такие как перовскиты, смогли достичь эффективности, сравнимой с батареями из монокристаллического кремния. Многие из этих технологий потенциально могут превзойти предел Шокли-Кейссера по эффективности однопереходного твердотельного элемента. В эти технологии были вложены значительные исследования, поскольку они обещают достичь цели по производству недорогих, высокоэффективных солнечных элементов с меньшим воздействием на окружающую среду.

Сульфид меди, цинка и олова (CZTS)

Сульфид меди-цинка-олова или Cu(Zn,Sn)(S,Se) ₂ , обычно сокращенно CZTS, и его производные CZTSe и CZTSSe принадлежат к группе халькогенидов (например, CdTe и CIGS/CIS), иногда называемых кестеритами . В отличие от CdTe и CIGS, CZTS производится из доступного и нетоксичного сырья. Кроме того, ширину запрещенной зоны CZTS можно регулировать, изменяя соотношение S/Se, что является желательным свойством для разработки оптимальных солнечных элементов. ^{[ 62 ]} ЦЗТС также имеет высокий коэффициент светопоглощения.

Другие новые халькогенидные фотоэлектрические материалы включают соединения на основе сурьмы, такие как Sb ₂ (S,Se) ₃ . Как и CZTS, они имеют настраиваемую ширину запрещенной зоны и хорошее светопоглощение. Соединения на основе сурьмы также имеют квазиодномерную структуру, которая может быть полезна для приборостроения. Все эти новые халькогенидные материалы имеют то преимущество, что являются частью одного из наиболее зрелых и эффективных семейств тонкопленочных технологий. По состоянию на 2022 год элементы CZTS достигли максимальной эффективности около 12,6%, а элементы на основе сурьмы - 9,9%. ^{[ 63 ]}

Сенсибилизированный красителем (DSPV)

Сенсибилизированные красителем клетки, также известные как клетки Гретцеля или DSPV, представляют собой инновационные клетки, которые выполняют своего рода искусственный фотосинтез. ^{[ 64 ]} устраняя необходимость в объемном твердотельном полупроводнике или pn-переходе. Вместо этого они создаются с использованием слоя фотоактивного красителя, смешанного с наночастицами полупроводникового оксида переходного металла поверх раствора жидкого электролита, окруженного электрическими контактами из платины или иногда графена и заключенными в стекло. Когда фотоны попадают в клетку, они могут поглощаться молекулами красителя, переводя их в сенсибилизированное состояние. В этом состоянии молекулы красителя могут инжектировать электроны в зону проводимости полупроводника. Электроны красителя затем пополняются электродом, предотвращая рекомбинацию электронно-дырочной пары. Электрон в полупроводнике течет в виде тока через электрические контакты. ^{[ 65 ]}

Сенсибилизированные красителем солнечные элементы привлекательны тем, что позволяют осуществлять дешевое и экономически эффективное рулонное производство. ^{[ 62 ]} Однако на практике включение дорогих материалов, таких как платина и рутений, не позволяет достичь таких низких затрат. ^{[ 62 ]} Сенсибилизированные красителями элементы также имеют проблемы со стабильностью и деградацией, особенно из-за жидкого электролита. В условиях высокой температуры электролит может вытечь из элемента, а в условиях низкой температуры электролит может замерзнуть. Некоторые из этих проблем можно решить, используя квазитвердотельный электролит. ^{[ 64 ]}

По состоянию на 2023 год максимальная реализованная эффективность солнечного элемента, сенсибилизированного красителем, составит около 13%. ^{[ 66 ]}

Органическая фотоэлектрическая энергия (ОПВ)

В органических солнечных элементах в качестве фотоактивного материала используются органические полупроводниковые полимеры. Эти органические полимеры экономически эффективны в производстве и имеют высокие коэффициенты поглощения. ^{[ 64 ]} Производство органических солнечных элементов также является экономически эффективным и может использовать эффективные методы рулонного производства. Они также имеют одни из самых низких показателей воздействия на окружающую среду среди всех фотоэлектрических технологий по широкому спектру факторов воздействия, включая время окупаемости энергии и потенциал глобального потепления. ^{[ 67 ]}

Органические клетки [начало опечатки?] и [конец опечатки?] обладают естественной гибкостью и хорошо подходят для многих применений. Ученые из лаборатории органической и наноструктурной электроники Массачусетского технологического института (MIT) (ONE Lab) интегрировали органические фотоэлектрические элементы в гибкие тканевые подложки, которые можно разворачивать более 500 раз без разрушения. ^{[ 23 ]}

Однако органические солнечные элементы, как правило, не очень стабильны и, как правило, имеют короткий срок службы. Они также имеют тенденцию быть менее эффективными, чем другие тонкопленочные элементы, из-за некоторых внутренних ограничений материала, таких как большая энергия связи для электронно-дырочных пар. ^{[ 64 ]} По состоянию на 2023 год максимально достигнутая эффективность органических солнечных элементов составит 18,2%. ^{[ 66 ]}

Перовскитовые солнечные элементы

Перовскиты — группа материалов с общей кристаллической структурой, названная в честь их первооткрывателя, минералога Льва Перовского . Перовскиты, наиболее часто используемые для фотоэлектрических применений, представляют собой органо-неорганические гибридные галогениды свинца метиламмония, которые обладают рядом преимущественных свойств, включая широко настраиваемую ширину запрещенной зоны, высокие коэффициенты поглощения и хорошие свойства электронного транспорта как для электронов, так и для дырок. ^{[ 68 ]} По состоянию на 2023 год однопереходные перовскитовые солнечные элементы достигли максимальной эффективности 25,7%, что соответствует эффективности монокристаллического кремния. Перовскиты также широко используются в тандемных и многопереходных элементах с кристаллическим кремнием, CIGS и других фотоэлектрических технологиях для достижения еще более высокой эффективности. ^{[ 66 ]} Они также предлагают широкий спектр недорогих приложений. ^{[ 69 ]}^{[ 70 ]}^{[ 71 ]}

Однако перовскитные ячейки, как правило, имеют короткий срок службы: по состоянию на 2016 год типичный срок службы составляет 5 лет. ^{[ 68 ]} В основном это связано с их химической нестабильностью при воздействии света, влаги, УФ-излучения и высоких температур, что может даже привести к структурному переходу, влияющему на работу устройства. Поэтому правильная инкапсуляция очень важна. ^{[ 64 ]}

Фотовольтаика на квантовых точках (QDPV)

Фотовольтаика с квантовыми точками (QDPV) заменяет обычный твердотельный полупроводниковый активный слой полупроводниковыми квантовыми точками. Запрещённую зону фотоактивного слоя можно регулировать, изменяя размер квантовых точек. ^{[ 62 ]} QDPV потенциально может генерировать более одной электронно-дырочной пары на фотон в процессе, называемом множественной генерацией экситонов (MEG), который может обеспечить теоретическую максимальную эффективность преобразования 87%. ^{[ 34 ]} хотя по состоянию на 2023 год максимально достигнутая эффективность ячейки QDPV составляет около 18,1%. ^{[ 66 ]} В элементах QDPV также обычно используется гораздо меньше материала активного слоя, чем в других типах солнечных элементов, что приводит к более дешевому производственному процессу. Однако элементы QDPV, как правило, оказывают сильное воздействие на окружающую среду по сравнению с другими тонкопленочными фотоэлектрическими материалами, особенно токсичность для человека и выбросы тяжелых металлов. ^{[ 34 ]}

Приложения

Прозрачные солнечные элементы

В 2022 году сообщалось о полупрозрачных солнечных элементах размером с окно. ^{[ 72 ]} после того, как члены команды исследования достигли рекордной эффективности и высокой прозрачности в 2020 году. ^{[ 73 ]}^{[ 74 ]} Также в 2022 году другие исследователи сообщили о производстве солнечных элементов с рекордной средней видимой прозрачностью 79%, при этом они были почти невидимыми. ^{[ 75 ]}^{[ 76 ]}

Интегрированная в здание фотоэлектрическая система

Тонкопленочные фотоэлектрические материалы, как правило, легкие и гибкие по своей природе, что естественным образом подходит для фотоэлектрических систем, интегрированных в здания (BIPV). ^{[ 77 ]} Распространенные примеры включают в себя интеграцию полупрозрачных модулей, которые можно интегрировать в оконные конструкции. ^{[ 78 ]} и использование жестких тонкопленочных панелей для замены кровельного материала. BIPV может значительно снизить воздействие на окружающую среду в течение всего срока службы (например, выбросы парниковых газов (ПГ)) из-за модулей солнечных батарей благодаря предотвращению выбросов, связанных с неиспользованием обычных строительных материалов. ^{[ 79 ]}

Эффективность

Несмотря на изначально более низкую эффективность на момент их внедрения, многие тонкопленочные технологии имеют эффективность, сравнимую с эффективностью обычных однопереходных неконцентраторных солнечных элементов из кристаллического кремния, максимальная эффективность которых по состоянию на 2023 год составит 26,1%. Фактически, обе тонкопленочные GaAs Монокристаллические элементы GaAs и GaAs имеют больший максимальный КПД - 29,1% и 27,4% соответственно. Максимальная эффективность однопереходных тонкопленочных ячеек без концентратора из различных известных тонкопленочных материалов показана на диаграмме.

Лучшая эффективность тонкопленочных солнечных элементов (обновлено 27.03.2023)
Тип солнечной батареи	Лучшая эффективность (%)
Тонкая пленка GaAs	29.1
Монокристалл GaAs	27.8
Монокристаллический кремний*	26.1
Перовскиты	25.7
Мультикристаллический кремний*	24.4
CIGS	23.6
CdTe	22.1
Тонкопленочный c-Да	21.7
Органический	18.2
Сколько вы даете?	18.1
Аморфный кремний	14
чувствительный к красителю	13
ЦЗТССе	13
*Не тонкопленочный, включен только для сравнения. Данные из набора данных NREL 2023 Best Research-Cell Efficiency.

Эффективность коммерческого модуля

Важно отметить, что максимальная эффективность, достигнутая в лабораторных условиях, обычно выше, чем эффективность промышленных ячеек, эффективность которых часто на 20–50% ниже. ^{[ 68 ]} По состоянию на 2021 год максимальная эффективность производимых солнечных элементов составила 24,4% для монокристаллического кремния, 20,4% для поликристаллического кремния, 12,3% для аморфного кремния, 19,2% для CIGS и 19% для модулей CdTe. ^{[ 80 ]} Прототип тонкопленочного элемента с максимальной эффективностью дает 20,4% (First Solar), что сопоставимо с КПД лучшего прототипа обычного солнечного элемента от Panasonic , составляющего 25,6% . ^{[ 81 ]}^{[ 82 ]}

Предыдущий рекорд эффективности тонкопленочных солнечных элементов в 22,3% был достигнут компанией Solar Frontier , крупнейшим в мире поставщиком солнечной энергии в СНГ (медь-индий-селен). В ходе совместного исследования с Организацией развития новой энергетики и промышленных технологий (NEDO) Японии компания Solar Frontier достигла эффективности преобразования 22,3% на 0,5 см сантиметра. ² сотовый, используя свою технологию CIS. Это на 0,6 процентного пункта больше, чем предыдущий рекорд отрасли по производству тонких пленок в 21,7%. ^{[ 83 ]}

Расчет эффективности

Эффективность . солнечного элемента определяет процент падающего на него света, который преобразуется в полезную электроэнергию Существует множество факторов, влияющих на эффективность солнечного элемента, поэтому эффективность может быть дополнительно параметризована с помощью дополнительных числовых величин, включая ток короткого замыкания, напряжение холостого хода , точку максимальной мощности, коэффициент заполнения и квантовую эффективность . Ток короткого замыкания — это максимальный ток, который может протекать элемент без нагрузки по напряжению. Аналогичным образом, напряжение холостого хода — это напряжение на устройстве без тока или, альтернативно, напряжение, необходимое для отсутствия тока. На кривой зависимости тока от напряжения (IV) напряжение холостого хода представляет собой горизонтальную точку пересечения кривой с осью напряжения, а ток короткого замыкания представляет собой вертикальную точку пересечения кривой с осью тока. Точка максимальной мощности — это точка на кривой, в которой достигается максимальная выходная мощность солнечного элемента, а площадь прямоугольника с длинами сторон, равными координатам тока и напряжения точки максимальной мощности, называется коэффициентом заполнения. Коэффициент заполнения является мерой того, какой мощности достигает солнечный элемент в этой точке максимальной мощности. Интуитивно понятно, что ВАХ с более квадратной формой и более плоскими вершинами и боками будет иметь больший коэффициент заполнения и, следовательно, более высокую эффективность. ^{[ 84 ]} В то время как эти параметры характеризуют эффективность солнечного элемента, основанную главным образом на его макроскопических электрических свойствах, квантовый выход измеряет либо отношение числа фотонов, падающих на элемент, к числу извлеченных носителей заряда (внешний квантовый выход), либо отношение количество фотонов, поглощенных клеткой, к числу извлеченных носителей заряда (внутренний квантовый выход). В любом случае, квантовая эффективность является более прямым исследованием микроскопической структуры солнечного элемента. ^{[ 85 ]}

Повышение эффективности

Некоторые солнечные элементы третьего поколения повышают эффективность за счет интеграции геометрии концентратора и/или многопереходного устройства. ^{[ 63 ]} Это может привести к эффективности, превышающей предел Шокли-Кейсера, составляющий примерно 42% эффективности для однопереходного полупроводникового солнечного элемента при освещении одним солнцем. ^{[ 86 ]}

Многопереходная ячейка — это ячейка, которая включает в себя несколько полупроводниковых активных слоев с различной шириной запрещенной зоны. В типичном солнечном элементе используется один поглотитель с запрещенной зоной вблизи пика солнечного спектра, и любые фотоны с энергией, большей или равной запрещенной зоне, могут возбуждать электроны валентной зоны в зону проводимости для создания электронно-дырочных пар. . Однако любая избыточная энергия, превышающая энергию Ферми, будет быстро рассеиваться из-за термализации, что приводит к потерям напряжения из-за неспособности эффективно извлекать энергию фотонов высокой энергии. Многопереходные ячейки способны компенсировать часть этой энергии, потерянной в результате термализации, путем укладки нескольких слоев поглотителя друг на друга, причем верхний слой поглощает фотоны с самой высокой энергией и пропускает фотоны с более низкой энергией к нижним слоям с меньшей запрещенной зоной. , и так далее. Это не только позволяет клеткам захватывать энергию фотонов в более широком диапазоне энергий, но также извлекает больше энергии на фотон из фотонов с более высокой энергией. ^{[ нужна ссылка ]}

В фотогальванике-концентраторе используется оптическая система линз, которые располагаются в верхней части элемента и фокусируют свет с большей площади на устройство, подобно воронке для солнечного света. Помимо создания большего количества электронно-дырочных пар просто за счет увеличения количества фотонов, доступных для поглощения, более высокая концентрация носителей заряда может повысить эффективность солнечного элемента за счет увеличения проводимости. Добавление концентратора к солнечному элементу может не только повысить эффективность, но также уменьшить пространство, материалы и стоимость, необходимые для производства элемента. ^{[ 87 ]}

Обе эти технологии используются в солнечном элементе с самым высоким КПД по состоянию на 2023 год, который представляет собой четырехпереходный элемент-концентратор с эффективностью 47,6%. ^{[ 1 ]}

Лучшая эффективность солнечных элементов с несколькими переходами и концентраторами (обновлено 27.03.2023)
Тип солнечной батареи	Лучшая эффективность (%)
4+ переходной концентратор	47,6 (GaInP/AlGaAs/GaInAsP/GaInAs)
3-переходный концентратор	44,4 (GaInP/GaAs/GaInAs)
3-переходный неконцентратор	39,46 (GaInP/mQW-GaAs/GaInAs)
4+ переходной неконцентратор	39,2 (AlGaInP/AlGaAs/GaAs/GaInAs)
2-переходный концентратор	35,5 (GaInAsP/GaInAs)
2-переходный неконцентратор	32,9 (GaInP/GaAs)
Тандем перовскит/Si	32.5
Концентратор GaAs	30.8
Si монокристаллический концентратор	27.6
СИ ХИТ	26.81
Тандем перовскит/CIGS	24.2
Концентратор CIGS	23.3
Органический тандем	14.2 (ПДТБ-ЭФ-Т/ИТ-4Ф)
Данные из набора данных NREL 2023 Best Research-Cell Efficiency.

Увеличение поглощения

Было использовано несколько методов для увеличения количества света, попадающего в клетку, и уменьшения количества, которое выходит без поглощения. Самый очевидный метод — минимизировать покрытие поверхности клетки верхним контактом, уменьшая площадь, блокирующую попадание света в клетку.

Слабо поглощаемый длинноволновый свет может быть направлен под углом к кремнию и несколько раз пересекать пленку для усиления поглощения. ^{[ 88 ]}^{[ 89 ]}

Было разработано множество методов увеличения поглощения за счет уменьшения количества падающих фотонов, отражающихся от поверхности клетки. Дополнительное антибликовое покрытие может вызвать деструктивные помехи внутри элемента, модулируя показатель преломления поверхностного покрытия. Деструктивная интерференция устраняет отражающую волну, в результате чего весь падающий свет проникает в ячейку.

Текстурирование поверхности — еще один вариант повышения впитываемости, но он увеличивает затраты. Применяя текстуру к поверхности активного материала, отраженный свет может преломляться и снова падать на поверхность, тем самым уменьшая отражательную способность. Например, текстурирование черного кремния с помощью реактивного ионного травления (RIE) является эффективным и экономичным подходом к увеличению поглощения тонкопленочных кремниевых солнечных элементов. ^{[ 90 ]} Текстурированный задний отражатель может предотвратить выход света через заднюю часть элемента. Вместо нанесения текстуры на активные материалы фотонные микроструктурированные покрытия, наносимые на передний контакт ячеек, могут быть интересной альтернативой для улавливания света, поскольку они обеспечивают как геометрическое антиотражение, так и рассеяние света, избегая при этом шероховатости фотоэлектрических элементов. слоев (тем самым предотвращая усиление рекомбинации). ^{[ 91 ]}^{[ 92 ]}

Помимо текстурирования поверхности, большое внимание привлекла схема плазмонной улавливания света, способствующая увеличению фототока в тонкопленочных солнечных элементах. ^{[ 93 ]}^{[ 94 ]} Этот метод использует коллективные колебания возбужденных свободных электронов в наночастицах благородных металлов, на которые влияют форма частиц, размер и диэлектрические свойства окружающей среды. Применение наночастиц благородных металлов на задней стороне тонкопленочных солнечных элементов приводит к образованию плазмонных задних отражателей, которые позволяют усиливать широкополосный фототок. ^{[ 95 ]} Это является результатом как светорассеяния слабопоглощенных фотонов расположенными сзади наночастицами, так и улучшенного поглощения света (геометрического антиотражения), вызванного полусферическими гофрами на передней поверхности клеток, образующимися в результате конформного осаждения клетки. материалы над частицами. ^{[ 96 ]}

Помимо минимизации потерь на отражение, сам материал солнечного элемента можно оптимизировать, чтобы повысить вероятность поглощения достигающего его фотона. Методы термической обработки могут значительно улучшить качество кристаллов кремниевых элементов и тем самым повысить эффективность. ^{[ 97 ]} наложить тонкопленочные элементы для создания многопереходного солнечного элемента Также можно . Запрещённая зона каждого слоя может быть спроектирована так, чтобы наилучшим образом поглощать различные диапазоны длин волн, так что вместе они могут поглощать более широкий спектр света. ^{[ 98 ]}

Дальнейшее развитие геометрических соображений может использовать размерность наноматериалов. Большие параллельные массивы нанопроволок обеспечивают большую длину поглощения по длине проволоки, сохраняя при этом короткие длины диффузии неосновных носителей в радиальном направлении. ^{[ 99 ]} Добавление наночастиц между нанопроволоками обеспечивает проводимость. Естественная геометрия этих массивов образует текстурированную поверхность, которая улавливает больше света.

Производство, стоимость и рынок

Мировой рынок фотоэлектрических систем по технологиям в 2021 году. ^{[ 2 ]}

моно-Si (82,3%)

мульти-Si (12,7%)

CdTe (4,1%)

CIGS (0,8%)

а-Si (0,1%)

в США Рынок фотоэлектрических систем по технологиям в 2021 году. ^{[ 3 ]}

c-Si (69%)

CdTe (29%)

Прочие (включая CIGS и a-Si ) (2%)

В связи с достижениями в области технологии традиционного кристаллического кремния (c-Si) в последние годы и падением стоимости поликремниевого сырья, которое последовало после периода серьезного глобального дефицита, давление на производителей коммерческих технологий тонких пленок, включая аморфные тонкие пленки, возросло. -пленочный кремний (a-Si), теллурид кадмия (CdTe) и диселенид меди, индия, галлия (CIGS), что привело к банкротству нескольких компаний. ^{[ 100 ]} По состоянию на 2013 год производители тонких пленок продолжают сталкиваться с ценовой конкуренцией со стороны китайских переработчиков кремния и производителей обычных солнечных панелей c-Si. Некоторые компании (неплатежеспособные) вместе со своими патентами были проданы китайским фирмам по цене ниже себестоимости. ^{[ 101 ]}

В 2013 году на тонкопленочные технологии приходилось около 9 процентов мирового внедрения, а 91 процент приходился на кристаллический кремний ( моно-кремний и мульти-кремний ). Занимая 5 процентов общего рынка, CdTe удерживает более половины рынка тонких пленок, оставляя по 2 процента на долю CIGS и аморфного кремния. ^{[ 33 ]}^: 18–19

технология CIGS

Некоторые известные производители не выдержали давления, вызванного достижениями последних лет в области традиционной технологии c-Si. Компания Solyndra прекратила всю коммерческую деятельность и подала заявление о банкротстве согласно Главе 11 в 2011 году, а компания Nanosolar , также являющаяся производителем CIGS, закрыла свои двери в 2013 году. Хотя обе компании производили солнечные элементы CIGS, было указано, что неудача не была вызвана не из-за технологии, а из-за самих компаний, использующих несовершенную архитектуру, как, например, цилиндрические подложки Solyndra. ^{[ 102 ]} В 2014 году корейская компания LG Electronics прекратила исследования по реструктуризации своего бизнеса по производству солнечной энергии CIGS, а Samsung SDI решила прекратить производство CIGS, в то время как китайский производитель фотоэлектрических систем Hanergy, как ожидается, увеличит производственные мощности своего CIGS размером 650 × 1650 мм с КПД 15,5%. модули. ^{[ 103 ]}^{[ 104 ]} Одним из крупнейших производителей фотоэлектрических элементов CI(G)S является японская компания Solar Frontier с производственными мощностями в гигаваттном масштабе. ^{[ 105 ]} (Также см. Список компаний CIGS ) .

Технология CdTe

Компания First Solar , ведущий производитель CdTe, строит несколько крупнейших в мире солнечных электростанций , таких как Desert Sunlight Solar Farm и Topaz Solar Farm , обе в калифорнийской пустыне мощностью по 550 МВт каждая, а также мощностью 102 мегаватта Солнечная электростанция Нинган в Австралии, крупнейшая фотоэлектрическая электростанция в Южном полушарии, введенная в эксплуатацию в 2015 году. ^{[ 106 ]}

В 2011 году GE объявила о планах потратить 600 миллионов долларов на новый завод по производству солнечных батарей CdTe и выйти на этот рынок. ^{[ 107 ]} а в 2013 году First Solar купила портфель интеллектуальной собственности GE в области тонких пленок CdTe и сформировала деловое партнерство. ^{[ 108 ]} В 2012 году компания Abound Solar , производитель модулей из теллурида кадмия , обанкротилась. ^{[ 109 ]}

технология a-Si

В 2012 году компания ECD Solar , когда-то один из ведущих мировых производителей технологий аморфного кремния (a-Si), подала заявление о банкротстве в Мичигане, США. Швейцарская компания Oerlikon продала свое подразделение солнечной энергетики , производившее тандемные элементы a-Si/μc-Si, компании Tokyo Electron Limited . ^{[ 110 ]}^{[ 111 ]}

Другие компании, покинувшие рынок тонких пленок из аморфного кремния, включают DuPont , BP , Flexcell, Inventux, Pramac, Schuco, Sencera, EPV Solar, ^{[ 112 ]} NovaSolar (ранее OptiSolar) ^{[ 113 ]} и Suntech Power , которые прекратили производство модулей a-Si в 2010 году, чтобы сосредоточиться на обычных кремниевых солнечных панелях. В 2013 году Suntech подала заявление о банкротстве в Китае. ^{[ 114 ]}^{[ 115 ]} В августе 2013 года цена на спотовом рынке тонких пленок a-Si и a-Si/μ-Si упала до 0,36 и 0,46 евро соответственно. ^{[ 116 ]} (около 0,50–0,60 доллара) за ватт. ^{[ 117 ]}

Тонкопленочная солнечная батарея на металлических крышах

Тонкопленочная солнечная батарея, стекающая по металлической кровле со стоячим фальцем

С ростом эффективности тонкопленочных солнечных батарей их установка на металлических крышах со стоячим фальцем стала конкурентоспособной по стоимости по сравнению с традиционными монокристаллическими и поликристаллическими солнечными элементами . Тонкопленочные панели являются гибкими, спускаются по металлическим крышам со стоячим фальцем и приклеиваются к металлической крыше с помощью клея , поэтому для установки не требуются отверстия. Соединительные провода проходят под коньком наверху крыши. КПД колеблется в пределах 10-18%, но стоит всего около 2,00-3,00 долларов США за ватт установленной мощности по сравнению с монокристаллическим, который имеет КПД 17-22% и стоит 3,00-3,50 доллара США за ватт установленной мощности. Тонкая солнечная пленка имеет легкий вес - 7-10 унций на квадратный фут. Тонкопленочные солнечные панели служат 10–20 лет. ^{[ 118 ]} быстрее, но окупаемость инвестиций чем у традиционных солнечных панелей: металлические крыши служат 40–70 лет до замены по сравнению с 12–20 годами для крыши из битумной черепицы . ^{[ 119 ]}^{[ 120 ]}

Стоимость различных типов солнечных крыш
Тип ^{[ 120 ]}	Стоимость за ватт	Эффективность	Средняя стоимость системы мощностью 6 кВт
Поликристаллический	$2.80-$3.00	13-17%	$17,400
Монокристаллический	$3.00-$3.50	17-22%	$19,000
Тонкопленочные панели	$2.00-$3.00	10-18%	$17,000

Расходы

В 1998 году ученые Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) предсказали, что производство тонкопленочных фотоэлектрических систем будет стоить 50 долларов за м. ² когда-нибудь станут возможными, что сделает их чрезвычайно экономически жизнеспособными. По этой цене тонкопленочные фотоэлектрические системы принесут возврат инвестиций в размере 30% или выше. ^{[ 121 ]}

Чтобы помочь в достижении этой цели, в 2022 году NREL начала управлять Консорциумом ускорителей теллурида кадмия (CTAC) с целью обеспечить к 2025 году эффективность тонких пленок выше 24% при стоимости ниже 20 центов за ватт, а затем эффективность выше 26% и стоимость. ниже 15 центов за ватт к 2030 году. ^{[ 122 ]}

Долговечность и срок службы

Одним из существенных недостатков тонкопленочных солнечных элементов по сравнению с монокристаллическими модулями является их более короткий срок службы, хотя степень этой проблемы зависит от материала: более распространенные тонкопленочные материалы обычно имеют более длительный срок службы. Стандартный срок службы монокристаллических кремниевых панелей обычно составляет 30 лет. ^{[ 79 ]} со скоростью снижения производительности около 0,5% в год. ^{[ 123 ]} Тонкие пленки аморфного кремния имеют тенденцию иметь сопоставимый срок службы ячеек. ^{[ 79 ]} с несколько более высокими темпами снижения производительности, около 1% в год. ^{[ 123 ]} Халькогенидные технологии, такие как CIGS и CIS, обычно имеют одинаковый срок службы - 20–30 лет. ^{[ 34 ]}^{[ 63 ]} и темпы снижения производительности чуть более 1% в год. ^{[ 123 ]} Новые технологии, как правило, имеют меньший срок службы. В 2016 году максимальный заявленный срок службы органической фотоэлектрической энергии составлял 7 лет, а в среднем - 5 лет. ^{[ 67 ]} но к 2020 году типичный срок службы увеличился до 15–20 лет. ^{[ 124 ]} Аналогичным образом, в 2007 году максимальная зарегистрированная продолжительность жизни сенсибилизированных красителем клеток составляла 10 лет. ^{[ 34 ]} но к 2020 году типичный срок службы увеличился до 15–30 лет. ^{[ 124 ]} Ячейки перовскита, как правило, имеют короткий срок службы: по состоянию на 2016 год типичный срок службы составляет 5 лет. ^{[ 68 ]} Срок службы солнечных элементов с квантовыми точками неясен из-за их развивающейся природы, при этом некоторые прогнозируют, что срок службы достигнет 25 лет. ^{[ 34 ]} и другие, определяющие реалистичную продолжительность жизни где-то между 1 и 10 годами. ^{[ 124 ]}

Некоторые тонкопленочные модули также имеют проблемы с ухудшением качества в различных условиях. Почти все солнечные элементы испытывают снижение производительности с повышением температуры в разумном диапазоне рабочих температур. Привычные тонкопленочные материалы могут испытывать меньшее снижение характеристик в зависимости от температуры: аморфный кремний немного более устойчив, чем монокристаллический кремний, CIGS более устойчив, чем аморфный кремний, а CdTe демонстрирует лучшую устойчивость к ухудшению характеристик с температурой. ^{[ 80 ]} Солнечные элементы, чувствительные к красителям, особенно чувствительны к рабочей температуре, поскольку высокие температуры могут привести к утечке раствора электролита, а низкие температуры могут привести к его замерзанию, в результате чего элемент выйдет из строя. Ячейки перовскита также имеют тенденцию быть нестабильными при высоких температурах и могут даже претерпевать структурные изменения, которые влияют на работу устройств. ^{[ 64 ]} Помимо деградации, вызванной температурой, панели из аморфного кремния дополнительно подвергаются деградации, вызванной светом, как и органические фотоэлектрические элементы в еще большей степени. ^{[ 123 ]}^{[ 64 ]} Клетки квантовых точек разрушаются под воздействием влаги или УФ-излучения. Точно так же клетки перовскита химически нестабильны и разлагаются под воздействием высоких температур, света, влаги или УФ-излучения. ^{[ 64 ]} Органические клетки также обычно считаются несколько нестабильными. ^{[ 64 ]} хотя была улучшена долговечность органических ячеек, и по состоянию на 2022 год были разработаны гибкие органические ячейки, которые можно разворачивать 500 раз без значительной потери производительности. ^{[ 125 ]} В отличие от других тонкопленочных материалов, CdTe имеет тенденцию быть достаточно устойчивым к условиям окружающей среды, таким как температура и влажность, но гибкие панели CdTe могут испытывать ухудшение характеристик под действием приложенных напряжений или деформаций. ^{[ 64 ]}

Воздействие на окружающую среду и здоровье

Для достижения международных целей в области возобновляемых источников энергии мировая мощность солнечной энергии должна значительно увеличиться. Например, чтобы достичь цели Международного энергетического агентства по установлению 4674 ГВт солнечной мощности во всем мире к 2050 году, необходимо значительное расширение по сравнению с 1185 ГВт, установленными во всем мире по состоянию на 2022 год. ^{[ 126 ]} Поскольку тонкопленочные солнечные элементы стали более эффективными и коммерчески жизнеспособными, стало ясно, что они будут играть важную роль в достижении этих целей. Таким образом, становится все более важным понимать их совокупное воздействие на окружающую среду, как для сравнения существующих технологий, так и для определения ключевых областей для улучшения развивающихся технологий. Например, оценить влияние относительно более короткого срока службы устройств по сравнению с традиционными солнечными модулями и посмотреть, оказывает ли повышение эффективности или увеличение срока службы устройств большое влияние на общее воздействие технологий на окружающую среду. Помимо ключевых факторов, таких как выбросы парниковых газов (ПГ) , были подняты вопросы о воздействии на окружающую среду и здоровье потенциально токсичных материалов, таких как кадмий, которые используются во многих технологиях солнечных батарей. Многие ученые и экологи использовали анализ жизненного цикла как способ решения этих вопросов. ^{[ 77 ]}

Анализ жизненного цикла

Анализ жизненного цикла (LCA) — это семейство подходов, которые пытаются оценить общее воздействие продукта или процесса на окружающую среду объективным способом, от сбора сырья и производственного процесса до утилизации результатов и любых отходы. Хотя подходы ОЖЦ стремятся быть беспристрастными, результаты исследований ОЖЦ могут зависеть от конкретного подхода и используемых данных. Поэтому важно, чтобы результаты ОЖЦ четко указывали сделанные предположения, какие процессы включены, а какие исключены. Это часто указывается с использованием границ системы и структуры инвентаризации жизненного цикла. Из-за появления новых фотоэлектрических технологий процесс утилизации иногда может быть исключен из анализа жизненного цикла из-за высокой неопределенности. В этом случае оценка называется «от колыбели до ворот», а не «от колыбели до могилы», поскольку расчетное воздействие не охватывает полный жизненный цикл продукта. Однако такие исследования могут упустить важные воздействие процесса утилизации на окружающую среду, как негативное (как в случае сжигания клеток с истекшим сроком службы и отходов), так и положительное (как в случае переработки ). Также важно учитывать влияние этапов баланса обслуживания (BOS), которые включают транспортировку, установку и техническое обслуживание, поскольку они также могут быть дорогостоящими с точки зрения материалов и электроэнергии. ^{[ 77 ]}

Исследования LCA могут использоваться для количественной оценки многих потенциальных воздействий на окружающую среду, от землепользования до выбросов, связанных с транспортом. Категории воздействия на окружающую среду могут быть сгруппированы в так называемые факторы воздействия для стандартизированного количественного сравнения. Для солнечных элементов, возможно, наиболее важным фактором воздействия является общий объем выбросов парниковых газов (ПГ) за весь срок службы . Об этом часто сообщают с точки зрения потенциала глобального потепления (ПГП), который дает более прямое представление о воздействии на окружающую среду. ^{[ 63 ]}

Еще одним важным показателем воздействия на окружающую среду является потребность в первичной энергии (PED), которая измеряет энергию (обычно электричество), необходимую для производства конкретного солнечного элемента. Более полезным показателем может быть совокупная потребность в энергии (CED), которая количественно определяет общее количество энергии, необходимое для производства, использования и утилизации конкретного продукта в течение всего его срока службы. Соответственно, время окупаемости энергии (EPBT) измеряет время работы, необходимое солнечному элементу для производства достаточного количества энергии для удовлетворения совокупной потребности в энергии. Аналогичным образом, время окупаемости углерода (CPBT) измеряет время работы, необходимое солнечному элементу для производства достаточного количества электроэнергии, чтобы предотвращенные выбросы углерода от того же количества электроэнергии, произведенной с обычным энергетическим балансом, были равны количеству выбросов углерода, которые будет производить элемент. генерировать в течение своей жизни. Другими словами, CPBT измеряет время, которое необходимо солнечному элементу для работы, чтобы уменьшить собственные выбросы углерода. ^{[ 67 ]}

Эти количества зависят от многих факторов, в том числе от того, где производятся и используются солнечные элементы, поскольку типичный баланс энергии варьируется от места к месту. Таким образом, выбросы, связанные с электричеством в процессе производства, а также предотвращаемые выбросы, связанные с электричеством, от электроэнергии, вырабатываемой солнечной энергией во время работы элемента, могут варьироваться в зависимости от конкретного модуля и применения. Выбросы от ячейки могут также зависеть от того, как модуль развернут, не только из-за затрат на сырье и энергию, связанных с производством монтажного оборудования, но также из-за любых предотвращенных выбросов от замененных строительных материалов, как в случае строительства. -интегрированные фотоэлектрические системы, где солнечные панели могут заменить строительные материалы, такие как черепица. ^{[ 79 ]}

Хотя влияние энергопотребления и выбросов жизненно важно для оценки и сравнения технологий, они не являются единственными важными величинами для оценки воздействия солнечных батарей на окружающую среду. Другие важные факторы воздействия включают токсичные выбросы тяжелых металлов, истощение запасов металлов, токсичность для человека, различные экотоксичности (морские, пресноводные, наземные) и потенциал подкисления , который измеряет выбросы оксидов серы и азота. ^{[ 67 ]}^{[ 34 ]} Включение широкого спектра воздействий на окружающую среду в анализ жизненного цикла обязательно необходимо для минимизации вероятности перехода воздействия на окружающую среду от заметного фактора воздействия, такого как выбросы парниковых газов, на менее заметный, но все же значимый фактор воздействия, такой как токсичность для человека. ^{[ 77 ]}

Выбросы парниковых газов

Используя в качестве эталона известные солнечные элементы из монокристаллического кремния первого поколения, некоторые тонкопленочные солнечные элементы, как правило, оказывают меньшее воздействие на окружающую среду по большинству факторов воздействия, однако низкая эффективность и короткий срок службы могут увеличить воздействие новых технологий на окружающую среду по сравнению с первыми. клетки поколения. Стандартизованная мера выбросов парниковых газов отображается на диаграмме в единицах граммов эквивалента выбросов CO ₂ на киловатт-час производства электроэнергии для различных тонкопленочных материалов. ^{[ 34 ]}^{[ 79 ]}^{[ 124 ]} Кристаллический кремний также включен для сравнения.

Что касается только выбросов парниковых газов, две наиболее распространенные тонкопленочные технологии, аморфный кремний и CdTe, имеют значительно более низкий потенциал глобального потепления (ПГП), чем солнечные элементы из монокристаллического кремния, при этом панели из аморфного кремния имеют ПГП примерно на 1/3 ниже. и CdTe почти на 1/2 ниже. ^{[ 68 ]}^{[ 79 ]} Органические фотоэлектрические элементы имеют наименьший ПГП среди всех тонкопленочных фотоэлектрических технологий: ПГП более чем на 60% ниже, чем у монокристаллического кремния. ^{[ 67 ]}

Однако это справедливо не для всех тонкопленочных материалов. Для многих новых технологий низкая эффективность и короткий срок службы устройств могут привести к значительному увеличению воздействия на окружающую среду. Как новые халькогенидные технологии, так и устоявшиеся халькогенидные технологии, такие как CIS и CIGS, обладают более высоким потенциалом глобального потепления, чем монокристаллический кремний, равно как и сенсибилизированные красителем солнечные элементы и солнечные элементы с квантовыми точками. Для халькогенидных элементов на основе сурьмы, благоприятных для использования менее токсичных материалов в производственном процессе, низкая эффективность и, следовательно, большая площадь, необходимая для солнечных элементов, являются движущим фактором увеличения воздействия на окружающую среду, а элементы с умеренно улучшенной эффективностью имеют потенциал. превосходить монокристаллический кремний по всем важным факторам воздействия на окружающую среду. Поэтому повышение эффективности этих и других новых халькогенидных клеток является приоритетом. ^{[ 63 ]} Низкая реализованная эффективность также является движущим фактором относительно большого ПГП солнечных элементов с квантовыми точками, несмотря на потенциальную возможность этих материалов демонстрировать множественную генерацию экситонов (МЭГ) из одного фотона. Более высокая эффективность также позволит использовать более тонкий активный слой, что снизит как затраты на материалы для самих квантовых точек, так и экономию материалов и выбросов, связанных с герметизирующим материалом. Реализация этого потенциала и, следовательно, повышение эффективности также является приоритетом для снижения воздействия этих клеток на окружающую среду. ^{[ 34 ]}

Вместо этого для органических фотоэлектрических систем движущим фактором ПГП является короткий срок службы. Несмотря на общие впечатляющие характеристики OPV по сравнению с другими солнечными технологиями, при рассмотрении «от колыбели до ворот», а не «от колыбели до могилы» (т.е. если рассматривать только процессы добычи материала и производства, не принимая во внимание полезный срок службы солнечных элементов), GWP, OPV представляют собой сокращение выбросов парниковых газов на 97% по сравнению с монокристаллическим кремнием и на 92% по сравнению с тонкими пленками аморфного кремния. Это значительно лучше, чем реализуемое в настоящее время сокращение на 60% по сравнению с монокристаллическим кремнием, и поэтому увеличение срока службы элементов OPV является приоритетом для снижения общего воздействия на окружающую среду. ^{[ 67 ]} Для перовскитных солнечных элементов с коротким сроком службы, всего около пяти лет, этот эффект может быть еще более значительным. Перовскитовые солнечные элементы (не включены в диаграмму) обычно имеют значительно больший потенциал глобального потепления, чем другие тонкопленочные материалы в LCA от колыбели до могилы, примерно в 5-8 раз хуже, чем монокристаллический кремний при 150 г CO _2-экв / кВтч. Тем не менее, в LCA от уровня до ворот перовскитные элементы работают на 10-30% ниже, чем монокристаллический кремний, что подчеркивает важность повышенного воздействия на окружающую среду, связанного с необходимостью производить и утилизировать несколько перовскитовых панелей для генерации такого же количества электричество как единая монокристаллическая кремниевая панель из-за короткого срока службы. Поэтому увеличение срока службы солнечных модулей из перовскита является главным приоритетом для снижения их воздействия на окружающую среду. ^{[ 68 ]} Другие возобновляемые источники энергии, такие как ветровая, атомная и гидроэнергетика, могут иметь меньший ПГП, чем некоторые фотоэлектрические технологии. ^{[ 34 ]}

Важно отметить, что, хотя новые тонкопленочные материалы не превосходят монокристаллические кремниевые элементы с точки зрения потенциала глобального потепления, они по-прежнему обеспечивают гораздо меньшие выбросы углерода, чем невозобновляемые источники энергии, потенциал глобального потепления которых варьируется от сравнительно чистого природного газа. с 517 г CO _2-экв /кВтч до самого сильного загрязнителя бурого угля с более чем 1100 г CO _2-экв /кВтч. Тонкопленочные элементы также значительно превосходят типичный энергобаланс, который часто находится в диапазоне 400-800 г CO _2-экв /кВтч. ^{[ 79 ]}

Потенциал глобального потепления благодаря тонкопленочной технологии
Фотоэлектрические технологии	ПГП (г CO _2-экв /кВтч)
ДСПВ	59.8
CZGeSe	53.3
СНГ	43.4
Sb₂Se_Sb2Se3	40.7
Sb₂S_Сб2С3	40.5
CZTS	36.6
ЦЗТСе	34.9
КДПВ	34.6
Zn₃P_Zn3P2	30
CIGS	27.1
м-Si*	25.5
а-Си	15.7
CdTe	14.1
ОПВ	9.55
*Не тонкопленочные, предоставлены для сравнения Данные из, ^{[ 124 ]}^{[ 63 ]}^{[ 68 ]}^{[ 34 ]}^{[ 79 ]}^{[ 67 ]} Если были доступны данные из более чем одного источника, использовалось среднее значение баллов.

Наибольший вклад в большинство факторов воздействия, включая потенциал глобального потепления, почти всегда вносит потребление энергии в ходе производственного процесса, которое значительно перевешивает другие потенциальные источники воздействия на окружающую среду, такие как транспортные расходы и закупки материалов. ^{[ 79 ]} Например, для ячеек CIGS на это приходится 98% потенциала глобального потепления, большая часть которого связана с изготовлением абсорбирующего слоя. ^{[ 63 ]} В целом, для процессов, включающих осаждение металлов, это часто является особенно серьезной точкой воздействия на окружающую среду. ^{[ 77 ]} Для фотоэлектрических систем с квантовыми точками существенный вклад также вносит утилизация опасных отходов растворителей, используемых в производственном процессе. ^{[ 34 ]} Уровень потенциала глобального потепления, связанного с использованием электроэнергии, может значительно варьироваться в зависимости от места производства, в частности от доли возобновляемых и невозобновляемых источников энергии, используемых в местном энергобалансе. ^{[ 79 ]}

Срок окупаемости энергии

В целом, для производства тонкопленочных панелей требуется меньше энергии, чем для производства монокристаллических кремниевых панелей. ^{[ 79 ]} тем более, что некоторые новые технологии создания тонких пленок потенциально могут обеспечить эффективную и дешевую обработку рулонов . ^{[ 34 ]} В результате тонкопленочные технологии, как правило, демонстрируют лучшие результаты, чем монокристаллический кремний, с точки зрения времени окупаемости энергии, хотя панели из аморфного кремния являются исключением. Тонкопленочные элементы обычно имеют более низкую эффективность, чем монокристаллические солнечные элементы, поэтому этот эффект во многом обусловлен сравнительно более низким потреблением первичной энергии (PED), связанным с производством ячеек.

Срок окупаемости энергии для тонкопленочной солнечной энергии
Фотоэлектрические технологии	ЭПБТ (лет)
а-Си	2.75
м-Си	2.39
СНГ	1.88
Перовскит	1.25
ОПВ	1.21
ДСПВ	1.19
КДПВ	0.99
CdTe	0.738
*Не тонкопленочные, предоставлены для сравнения Данные из, ^{[ 124 ]}^{[ 34 ]}^{[ 79 ]}^{[ 67 ]} Когда был предоставлен диапазон EPBT, сообщалось о средней точке диапазона.

Применение, в котором используются модули, и процесс переработки материалов (если таковой имеется) также могут играть большую роль в общей энергоэффективности и выбросах парниковых газов в течение срока службы элемента. Интеграция модулей в проект здания может привести к значительному снижению воздействия элементов на окружающую среду благодаря предотвращению выбросов, связанных с производством обычных строительных материалов, например, предотвращению выбросов при производстве черепицы для солнечной крыши, интегрированной в здание. ^{[ 79 ]} Этот эффект особенно важен для тонкопленочных солнечных элементов, чья легкая и гибкая природа естественным образом подходит для фотоэлектрических систем, интегрированных в здания. ^{[ 77 ]} На 70–90 % ниже выбросы при портативных зарядных устройствах. ^{[ 67 ]} Этот эффект справедлив и для некоторых других применений, например, органические фотогальваники имеют на 55% меньше выбросов, чем кристаллический кремний в солнечных панелях. Аналогичным образом, предотвращение выбросов в результате переработки компонентов солнечных элементов вместо сбора и обработки новых материалов может привести к значительному снижению совокупного потребления энергии и выбросов парниковых газов. Процессы переработки доступны для нескольких компонентов монокристаллических солнечных элементов, а также стеклянной подложки, CdTe и CdS в солнечных элементах CdTe. ^{[ 124 ]} Для панелей без процессов переработки, и особенно для панелей с коротким сроком службы, таких как органические фотоэлектрические элементы, утилизация панелей может существенно повлиять на воздействие на окружающую среду, и может быть небольшая разница в факторах воздействия на окружающую среду, если панель сжигается или отправляется на свалку. ^{[ 67 ]}

Выбросы тяжелых металлов и токсичность для человека

Хотя выбор и добыча материалов не играют большой роли в потенциале глобального потепления, где почти повсеместно использование электроэнергии в производственном процессе вносит наибольший вклад, оно часто оказывает значительное влияние на другие важные факторы воздействия на окружающую среду, включая токсичность для человека, выбросы тяжелых металлов. выбросы, потенциал окисления, а также истощение металлов и озона.

Токсичность для человека и выбросы тяжелых металлов являются особенно важными факторами воздействия при производстве тонкопленочных солнечных элементов, поскольку потенциальные последствия использования кадмия для окружающей среды и здоровья вызывают особую озабоченность с момента появления элементов CdTe на коммерческом рынке в 1990-х годах, когда опасность кадмийсодержащих соединений не была хорошо изучена. ^{[ 127 ]} Общественная обеспокоенность по поводу солнечных элементов CdTe сохраняется, поскольку они становятся все более распространенными. ^{[ 128 ]} Кадмий – очень опасный материал ^{[ 129 ]} Это вызывает повреждение почек, костей и легких и, как полагают, увеличивает риск развития рака. ^{[ 130 ]} Первоначально все кадмийсодержащие соединения были классифицированы как опасные, хотя теперь мы знаем, что, несмотря на то, что Cd и Te опасны по отдельности, комбинация CdTe очень химически стабильна. ^{[ 25 ]} имеет низкую растворимость и представляет минимальный риск для здоровья человека. ^{[ 127 ]}

Исходное сырье Cd представляет больший риск, равно как и материалы-прекурсоры, такие как CdS и ацетат кадмия, которые также часто используются в других фотоэлектрических элементах и часто вносят значительный вклад в факторы воздействия на окружающую среду, такие как токсичность для человека и выбросы тяжелых металлов. ^{[ 63 ]} Эти эффекты могут быть более выраженными для процессов нанопроизводства, которые производят ионы Cd в растворе, таких как производство квантовых точек для QDPV. ^{[ 34 ]} Из-за этих эффектов производство солнечных элементов CdTe фактически имеет меньшие выбросы тяжелых металлов, чем другие виды производства тонкопленочных солнечных батарей. Фактически, производство CdTe имеет более низкие выбросы кадмия, чем производство ленточного кремния, мультикристаллического кремния, монокристаллического кремния или фотоэлектрических квантовых точек, а также более низкие выбросы никеля, ртути, мышьяка, хрома и свинца. ^{[ 34 ]} Что касается общих выбросов тяжелых металлов, фотоэлектрические квантовые точки имеют самые высокие выбросы фотоэлектрических материалов - примерно 0,01 мг/кВтч, но при этом имеют более низкие общие выбросы тяжелых металлов, чем любой другой возобновляемый или невозобновляемый источник электроэнергии, как показано на диаграмме.

Общие выбросы тяжелых металлов по источникам электроэнергии
Источник энергии	Общие выбросы тяжелых металлов (мг/кВтч)
Масло	3.9
Ветер	0.61
Дизель	0.32
Уголь	0.24
Лигнит	0.22
Ядерный	0.13
Гидро	0.039
Природный газ	0.029
КДПВ	0.010
Данные из ^{[ 34 ]}

Желание облегчить проблемы безопасности, связанные с солнечными элементами из кадмия и CdTe, в частности, привело к разработке других халькогенидных фотоэлектрических материалов, которые нетоксичны или менее токсичны, особенно халькогенидов на основе сурьмы. В этих новых халькогенидных элементах использование CdS вносит наибольший вклад в воздействие таких факторов, как токсичность для человека и истощение запасов металлов, хотя нержавеющая сталь также вносит значительный вклад в воздействие этих и других фотоэлектрических материалов. Например, в ячейках CIGS на долю нержавеющей стали приходится 80% общей токсичности, связанной с производством ячеек, а также она вносит значительный вклад в разрушение озона. ^{[ 63 ]}

Токсичность производства электроэнергии для человека
Источник энергии	HT (кг 1,4 дБ _экв /кВтч)
Лигнит	1.9
Уголь	0.24
CZGeSe	0.018
Перовскит	0.018
Sb₂Se_Sb2Se3	0.018
Sb₂S_Сб2С3	0.018
CZTS	0.013
ЦЗТСе	0.012
м-Си	0.0069
ОПВ-Д	0.0021
Данные из, ^{[ 63 ]}^{[ 68 ]}^{[ 67 ]}^{[ 131 ]}

Еще одним потенциальным фактором воздействия, представляющим интерес для производства фотоэлектрических систем, является потенциал окисления, который количественно определяет выбросы оксидов серы и азота, которые способствуют подкислению почвы , пресной воды и океана и их негативным последствиям для окружающей среды. В этом отношении QDPV имеет самые низкие выбросы, второе место занимает CdTe. ^{[ 34 ]}

См. также

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б «Лучшая диаграмма эффективности исследовательских ячеек» . www.nrel.gov . Проверено 5 апреля 2023 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б «ОТЧЕТ О ФОТОВОЛЬТАИКЕ» (PDF) . Институт Фраунгофера систем солнечной энергии, ISE.
^ Перейти обратно: ^а ^б Фельдман, Дэвид; Черт возьми, Криста; Джаретт, Зубой; Марголис, Роберт (12 июля 2022 г.). «Обзор солнечной индустрии летом 2022 года» (PDF) . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии .
^ Маду, Марк Дж. (2011). От МЭМС к Био-МЭМС и Био-НЭМС: производственные технологии и приложения . ЦРК Пресс. п. 246. ИСБН 9781439895245 .
^ «Нобелевская премия по физике 2000 года» . NobelPrize.org . Проверено 27 марта 2023 г.
^ «История» . Институт преобразования энергии . Архивировано из оригинала 27 марта 2023 года . Проверено 26 марта 2023 г.
^ «Документы Карла Вольфганга Бёра | Помощь в поиске рукописей и архивных коллекций» . библиотека.udel.edu . Проверено 27 марта 2023 г.
^ Лэндис, Джеффри А.; Бейли, Шейла Г.; Флад, Деннис Дж. (5 июня 1989 г.). «Достижения в области тонкопленочных солнечных элементов для облегченной космической фотоэлектрической энергии» (PDF) . Сервер технических отчетов НАСА (NTRS) . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), Исследовательский центр Льюиса.
^ Уоллес, WL; Сабиский, Е.С. (август 1986 г.). «Статус и будущее исследований аморфного кремния, поддерживаемых государством, в Соединенных Штатах» (PDF) . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) .
^ «История солнечной энергии» (PDF) . Управление по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии Министерства энергетики США . Архивировано (PDF) оригинала 11 сентября 2021 г. Проверено 26 марта 2023 г.
^ Уоттс, РЛ; Смит, ЮАР; Диркс, Дж. А. (апрель 1985 г.). «Прогресс фотоэлектрической промышленности до 1984 года» (PDF) . Управление научно-технической информации Министерства энергетики США . дои : 10.2172/5685828 . Проверено 26 марта 2023 г. {{cite journal}}: Неизвестный параметр |agency= игнорируется ( помогите )
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с «История солнечной энергии» (PDF) . Управление по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии Министерства энергетики США . Архивировано (PDF) оригинала 11 сентября 2021 г. Проверено 26 марта 2023 г.
^ «Самая эффективная солнечная батарея в мире» . www.nrel.gov . Проверено 27 марта 2023 г.
^ «Здание 4 Times Square - интегрированная фотоэлектрическая система» (PDF) . Kiss + Cathcart, Архитекторы . Проверено 26 марта 2023 г.
^ Бауюис, Г.Дж.; Малдер, П.; Шермер, Джей Джей; Хаверкамп, Э.Дж.; Дилен, Дж. Ван; Ларсен, ПК (2005). «ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЕ ТОНКОНПЛЕНОЧНЫЕ GaAs СОЛНЕЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ С ПОВЫШЕННОЙ РАДИАЦИОННОЙ СТОЙКОСТЬЮ» . 20-я Европейская конференция по фотоэлектрической солнечной энергии : 468–471.
^ Перейти обратно: ^а ^б Камат, Прашант В. (18 октября 2008 г.). «Солнечные элементы с квантовыми точками. Полупроводниковые нанокристаллы как поглотители света» . Журнал физической химии C. 112 (48): 18737–18753. дои : 10.1021/jp806791s .
^ О'Риган, Брайан; Гретцель, Михаэль (октябрь 1991 г.). «Недорогой высокоэффективный солнечный элемент на основе сенсибилизированных красителем коллоидных пленок TiO2» . Природа . 353 (6346): 737–740. Бибкод : 1991Natur.353..737O . дои : 10.1038/353737a0 . ISSN 1476-4687 . S2CID 4340159 .
^ «Квантовые точки обещают значительно повысить эффективность солнечных элементов» (PDF) . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) . Август 2013.
^ Кодзима, Акихиро; Тешима, Кенджиро; Ширай, Иисус; Миясака, Цутому (6 мая 2009 г.). «Металлогалогенидные перовскиты как сенсибилизаторы видимого света для фотоэлектрических элементов» . Журнал Американского химического общества . 131 (17): 6050–6051. дои : 10.1021/ja809598r . ISSN 1520-5126 . ПМИД 19366264 .
^ Редакционная статья, BCC Research. «История перовскитных солнечных элементов» . blog.bccresearch.com . Проверено 28 марта 2023 г.
^ Ли, Брендон (10 июня 2015 г.). «Печатные солнечные элементы обещают использовать неосвещенные сельские районы Азиатско-Тихоокеанского региона» . СайДевНет . Архивировано из оригинала 1 апреля 2022 года.
^ «Солнечные элементы легкие, как мыльный пузырь» . Новости Массачусетского технологического института | Массачусетский технологический институт . 26 февраля 2016 года . Проверено 27 марта 2023 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б «Солнечный элемент толщиной с бумагу может превратить любую поверхность в источник энергии» . Новости Массачусетского технологического института | Массачусетский технологический институт . 9 декабря 2022 . Проверено 27 марта 2023 г.
^ Сараванапаванантам, Маюран; Мваура, Иеремия; Булович, Владимир (9 декабря 2022 г.). «Печатные органические фотоэлектрические модули на переносимых сверхтонких подложках как аддитивные источники энергии» . Маленькие методы . 7 (1): 2200940. doi : 10.1002/smtd.202200940 . ISSN 2366-9608 . ПМИД 36482828 . S2CID 254524625 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с «ОТЧЕТ О ФОТОВОЛЬТАИКЕ» (PDF) . Институт Фраунгофера систем солнечной энергии, ISE.
^ «Фотовольтаика-отчет-слайды.pdf» (PDF) . ИНСТИТУТ СОЛНЕЧНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ФРАУНГОФЕРА ISE. 7 ноября 2013 г. Архивировано из оригинала (PDF) 25 июля 2014 г.
^ Фельдман, Дэвид; Черт возьми, Криста; Джаретт, Зубой; Марголис, Роберт (12 июля 2022 г.). «Обзор солнечной индустрии летом 2022 года» (PDF) . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии .
^ «ФЭ-элементы 101, Часть 2: Направления исследований солнечных фотоэлектрических элементов» . Energy.gov.ru . Проверено 5 апреля 2023 г.
^ «Фотоэлектрический эффект | PVEducation» . www.pveducation.org . Проверено 5 апреля 2023 г.
^ Кангсабаник, Джибан; Свендсен, Марк Кампер; Тагизаде, Алиреза; Кроветто, Андреа; Тайгесен, Кристиан С. (2 ноября 2022 г.). «Полупроводники с непрямой запрещенной зоной для тонкопленочных фотогальваники: высокопроизводительный расчет фононного поглощения» . Журнал Американского химического общества . 144 (43): 19872–19883. arXiv : 2207.09569 . дои : 10.1021/jacs.2c07567 . ISSN 0002-7863 . ПМИД 36270007 . S2CID 250699345 .
^ Пирс, Дж.; Лау, А. (2002). «Анализ чистой энергии для устойчивого производства энергии с помощью кремниевых солнечных элементов» (PDF) . Солнечная энергия . стр. 181–186. дои : 10.1115/SED2002-1051 . ISBN 978-0-7918-1689-9 .
^ Технические описания лидеров рынка: First Solar для тонкой пленки, Suntech и SunPower для кристаллического кремния.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с «Отчет о фотогальванике» (PDF) . Фраунгофера ИСЭ. 28 июля 2014 г. Архивировано (PDF) из оригинала 9 августа 2014 г. . Проверено 31 августа 2014 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ^м ^н ^тот ^п ^д ^р Шенгюль, Хатидже; Тайс, Томас Л. (1 января 2011 г.). «Оценка воздействия фотоэлектрических систем на квантовых точках (QDPV) на окружающую среду от приобретения сырья до его использования». Журнал чистого производства . 19 (1): 21–31. дои : 10.1016/j.jclepro.2010.08.010 . ISSN 0959-6526 .
↑ Техническое описание First Solar Series 6 , 5 марта 2021 г.
^ Фтенакис, Василис М. (2004). «Анализ воздействия жизненного цикла кадмия при производстве фотоэлектрических систем CdTe» (PDF) . Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 8 (4): 303–334. дои : 10.1016/j.rser.2003.12.001 . Архивировано (PDF) из оригинала 8 мая 2014 г.
^ Вернер, Юрген Х. (2 ноября 2011 г.). «ТОКСИЧНЫЕ ВЕЩЕСТВА В ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МОДУЛЯХ» (PDF) . postfreemarket.net . Институт фотоэлектрической энергии, Штутгартский университет, Германия – 21-я Международная научно-техническая конференция по фотоэлектрической энергии, 2011 г., Фукуока, Япония. п. 2. Архивировано (PDF) из оригинала 21 декабря 2014 г. Проверено 23 сентября 2014 г.
^ «Подробная информация о безопасности тонкой пленки CdTe компании First Solar» . www.greentechmedia.com .
^ «Кадмий: темная сторона тонкой пленки? - Старый ГигаОм» . old.gigaom.com .
^ «Анализ ограничений поставок, Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии» .
^ Грин, Массачусетс; и др. (2023). «Таблицы эффективности солнечных батарей (версия 62)» . Прогресс в фотоэлектрической энергетике . 31 (7): 651–663. дои : 10.1002/pip.3726 .
^ «Пресс-релиз» (PDF) . АВАНСИС ГмбХ.
^ «Гибкие солнечные элементы с рекордной эффективностью 22,2%» . Эмпа.
^ «Гибкие фотоэлектрические модули большой площади демонстрируют производительность, эквивалентную c-Si» . МиаСоле.
^ «Отчет по фотогальванике» (PDF) . Институт солнечных энергетических систем Фраунгофера (ISE).
^ Витте, В.; и др. (2014). «Замена буферного слоя CdS в тонкопленочных солнечных элементах CIGS». Вакуум в исследованиях и практике . 26 :23-27. дои : 10.1002/vipr.201400546 .
^ Шин, MJ; и др. (2021). «Двусторонние фотоэлектрические характеристики полупрозрачных ультратонких солнечных элементов Cu (In, Ga) Se ₂ с передними и задними прозрачными проводящими оксидными контактами». Прикладная наука о поверхности . 535 : 147732. Бибкод : 2021ApSS..53547732S . дои : 10.1016/j.apsusc.2020.147732 .
^ Перейти обратно: ^а ^б «Белая книга CIGS» (PDF) . Центр исследований солнечной энергии и водорода Баден-Вюртемберг (ZSW).
^ Перейти обратно: ^а ^б Грин, Массачусетс (2003), «Кристаллические и тонкопленочные кремниевые солнечные элементы: современное состояние и будущий потенциал», Solar Energy , 74 (3): 181–192, Bibcode : 2003SoEn...74..181G , doi : 10.1016/S0038-092X(03)00187-7 .
^ Фотовольтаика . Engineering.Com (9 июля 2007 г.). Проверено 19 января 2011 г.
^ «Аморфный кремний для солнечных элементов» (PDF) (на немецком языке).
^ Арвинд Шах и др. (2003): Тандемные солнечные элементы из микрокристаллического кремния и микроморфов. В: Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы , 78 , стр. 469-491.
^ «Достигнута новая рекордная эффективность фотоэлектрического модуля» . Веб-сайт TEL Solar . ТЕЛ Солар . Проверено 14 июля 2014 г.
^ Дж. М. Пирс; Н. Подраза; Р. У. Коллинз; ММ Аль-Джассим; К.М. Джонс; Дж. Денг и Ч.Р. Вронски (2007). «Оптимизация напряжения холостого хода в солнечных элементах из аморфного кремния со смешанной фазой (аморфный + нанокристаллический) контактами p-типа с низким содержанием нанокристаллов» (PDF) . Журнал прикладной физики . 101 (11): 114301–114301–7. Бибкод : 2007JAP...101k4301P . дои : 10.1063/1.2714507 . Архивировано из оригинала (PDF) 14 июня 2011 года . Проверено 12 июня 2009 г.
^ Пирс, Дж. М.; Подраза, Н.; Коллинз, RW; Аль-Джассим, ММ; Джонс, КМ; Дэн, Дж.; Вронский, ЧР (2007). «Оптимизация напряжения холостого хода в солнечных элементах из аморфного кремния со смешанно-фазными (аморфными + нанокристаллическими) контактами p-типа с низким содержанием нанокристаллов» (PDF) . Журнал прикладной физики . 101 (11): 114301–114301–7. Бибкод : 2007JAP...101k4301P . дои : 10.1063/1.2714507 . Архивировано из оригинала (PDF) 14 июня 2011 года . Проверено 12 июня 2009 г.
^ «Солнечные элементы GaAs» . sinovoltaics.com . Проверено 18 ноября 2020 г.
^ Грин, Мартин А.; Хишикава, Ёсихиро; Данлоп, Юэн Д.; Леви, Дин Х.; Холь-Эбингер, Йохен; Ёшита, Масахиро; Хо-Бэйли, Анита, Вайоминг (2019). «Таблицы эффективности солнечных батарей (Версия 53)». Прогресс в фотоэлектрической энергетике: исследования и приложения . 27 (1): 3–12. дои : 10.1002/pip.3102 . ISSN 1099-159Х . S2CID 104439991 .
^ Наяк, Пабитра К.; Махеш, Сухас; Снайт, Генри Дж.; Каэн, Дэвид (2019). «Технологии фотоэлектрических солнечных элементов: анализ современного состояния» . Материалы обзоров природы . 4 (4): 269–285. Бибкод : 2019NatRM...4..269N . дои : 10.1038/s41578-019-0097-0 . ISSN 2058-8437 . S2CID 141233525 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Массио, Инес; Каттони, Андреа; Коллин, Стефан (2 ноября 2020 г.). «Прогресс и перспективы ультратонких солнечных элементов» (PDF) . Энергия природы . 5 (12): 959–972. Бибкод : 2020NatEn...5..959M . дои : 10.1038/s41560-020-00714-4 . ISSN 2058-7546 . S2CID 228814810 .
^ Конагай, Макото; Сугимото, Мицунори; Такахаси, Киёси (1 декабря 1978 г.). «Высокоэффективные тонкопленочные солнечные элементы GaAs, изготовленные по технологии очистки пленки» . Журнал роста кристаллов . 45 : 277–280. Бибкод : 1978JCrGr..45..277K . дои : 10.1016/0022-0248(78)90449-9 . ISSN 0022-0248 .
^ Ченг, Ченг-Вэй; Шиу, Куэн-Тин; Оболочка; Хан, Шу-Джен; Ши, Летен; Садана, Девендра К. (12 марта 2013 г.). «Процесс эпитаксиального отрыва для повторного использования подложек из арсенида галлия и гибкой электроники» . Природные коммуникации . 4 (1): 1577. Бибкод : 2013NatCo...4.1577C . дои : 10.1038/ncomms2583 . ISSN 2041-1723 . ПМИД 23481385 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Эфаз, Эртеза Таусиф; Раман, штат Мэриленд Меганур; Имам Сафаят Аль; Башар, Хандакер Любаба; Кабир, Фахмид; Муртаза, доктор медицинских наук Эхасан; Сакиб, Сайед Назмус; Мозахид, Ф.А. (23 сентября 2021 г.). «Обзор основных технологий тонкопленочных солнечных элементов» . Инженерные исследования Экспресс . 3 (3): 032001. Бибкод : 2021ERExp...3c2001E . дои : 10.1088/2631-8695/ac2353 . ISSN 2631-8695 . S2CID 237613178 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж Основные моменты, Шахабоддин; Окороафор, Тобечи; Пожалуйста, поверьте; Сауседо, Эдгардо; Плачиди, Марсель (1 мая 2022 г.). «Оценка жизненного цикла различных халькогенидных тонкопленочных солнечных элементов». Прикладная энергетика . 313 : Бибкод : 2022ApEn..31318888R 118888. doi : 10.1016/j.apenergy.2022.118888 . hdl : 2117/370823 . ISSN 0306-2619 . S2CID 247433824 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж Шиварадж, Сантош; Ратанасами, Раджасекар; Калияннан, Гобинат Велу; Панчал, Хитеш; Джавад Альрубайе, Али; Муса Джабер, Мустафа; Саид, Зафар; Мемон, Саим (19 ноября 2022 г.). «Комплексный обзор текущих характеристик, проблем и прогресса в области тонкопленочных солнечных элементов» (PDF) . Энергии . 15 (22): 8688. doi : 10.3390/en15228688 . ISSN 1996-1073 .
^ Гретцель, Михаэль (31 октября 2003 г.). «Сенсибилизированные красителем солнечные элементы». Журнал фотохимии и фотобиологии C: Обзоры фотохимии . 4 (2): 145–153. CiteSeerX 10.1.1.687.8125 . дои : 10.1016/S1389-5567(03)00026-1 . ISSN 1389-5567 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д «Лучшая диаграмма эффективности исследовательских ячеек» . www.nrel.gov . Проверено 6 апреля 2023 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к Цанг, Майкл П.; Зоннеманн, Гвидо В.; Бассани, Дарио М. (1 ноября 2016 г.). «Оценка жизненного цикла возможностей от колыбели до могилы и воздействия органических фотоэлектрических солнечных панелей на окружающую среду по сравнению с традиционными технологиями». Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы . Жизненный цикл, окружающая среда, экология и анализ воздействия солнечных технологий. 156 : 37–48. дои : 10.1016/j.solmat.2016.04.024 . ISSN 0927-0248 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час Челик, Ильке; Сун, Чжаонин; Чимароли, Александр Дж.; Ян, Янфа; Хебен, Майкл Дж.; Апул, Дефне (1 ноября 2016 г.). «Оценка жизненного цикла (LCA) перовскитных фотоэлектрических элементов, прогнозируемая от лаборатории до завода» . Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы . Жизненный цикл, окружающая среда, экология и анализ воздействия солнечных технологий. 156 : 157–169. дои : 10.1016/j.solmat.2016.04.037 . ISSN 0927-0248 .
^ «Новый стабильный и экономичный тип перовскитных солнечных элементов» . PHYS.org . 17 июля 2014 года . Проверено 4 августа 2015 г.
^ «Нанесение распылением направляет перовскитные солнечные элементы к коммерциализации» . Мир химии . 29 июля 2014 года . Проверено 4 августа 2015 г.
^ «Перовскитовые солнечные элементы» . Оссила . Проверено 4 августа 2015 г.
^
Хуан, Синьцзин; Фан, Дежиу; Ли, Юнси; Форрест, Стивен Р. (20 июля 2022 г.). «Многоуровневое отслаивание прототипа полупрозрачного органического фотоэлектрического модуля» . Джоуль . 6 (7): 1581–1589. дои : 10.1016/j.joule.2022.06.015 . ISSN 2542-4785 . ОСТИ 1878096 . S2CID 250541919 .
- Краткое содержание: «На пути к производству полупрозрачных солнечных батарей размером с окно» . Мичиганский университет . Проверено 31 августа 2022 г.
^ «Прозрачные солнечные панели для окон достигли рекордной эффективности в 8%» . Новости Мичиганского университета . 17 августа 2020 г. Проверено 23 августа 2022 г.
^ Ли, Юнси; Го, Ся; Пэн, Чжэнсин; Цюй, Бонинг; Ян, Хунпин; Аде, Харальд; Чжан, Маоцзе; Форрест, Стивен Р. (сентябрь 2020 г.). «Нейтральные по цвету, полупрозрачные органические фотоэлектрические элементы для электрических окон» . Труды Национальной академии наук . 117 (35): 21147–21154. Бибкод : 2020PNAS..11721147L . дои : 10.1073/pnas.2007799117 . ISSN 0027-8424 . ПМЦ 7474591 . ПМИД 32817532 .
^ «Исследователи изготовили высокопрозрачный солнечный элемент из двухмерного атомного листа» . Университет Тохоку . Проверено 23 августа 2022 г.
^ Он, Син; Ивамото, Юта; Канеко, Тосиро; Като, Тошиаки (4 июля 2022 г.). «Изготовление почти невидимого солнечного элемента с монослоем WS2» . Научные отчеты . 12 (1): 11315. Бибкод : 2022NatSR..1211315H . дои : 10.1038/s41598-022-15352-x . ISSN 2045-2322 . ПМЦ 9253307 . ПМИД 35787666 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Хацисидерис, Мариос Д.; Эспиноза, Ньевес; Лоран, Алексис; Кребс, Фредерик К. (1 ноября 2016 г.). «Перспективы экодизайна тонкопленочных фотоэлектрических технологий: обзор исследований по оценке жизненного цикла» (PDF) . Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы . Жизненный цикл, окружающая среда, экология и анализ воздействия солнечных технологий. 156 : 2–10. дои : 10.1016/j.solmat.2016.05.048 . ISSN 0927-0248 . S2CID 99033877 .
^ «Здание 4 Times Square - интегрированная фотоэлектрическая система» (PDF) . Kiss + Cathcart, Архитекторы . Проверено 26 марта 2023 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ^м Киттнер, Ной; Гевала, Шаббир Х.; Каменс, Ричард М. (1 декабря 2013 г.). «Сравнение экологического жизненного цикла тонкопленочных фотоэлектрических систем из монокристалла и аморфного кремния в Таиланде». Энергия для устойчивого развития . 17 (6): 605–614. Бибкод : 2013ESusD..17..605K . дои : 10.1016/j.esd.2013.09.003 . ISSN 0973-0826 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Эфаз, Эртеза Таусиф; Раман, доктор медицинских наук Меганур; Имам Сафаят Аль; Башар, Хандакер Любаба; Кабир, Фахмид; Муртаза, доктор медицинских наук Эхасан; Сакиб, Сайед Назмус; Мозахид, Ф.А. (1 сентября 2021 г.). «Обзор основных технологий тонкопленочных солнечных элементов» . Инженерные исследования Экспресс . 3 (3): 032001. Бибкод : 2021ERExp...3c2001E . дои : 10.1088/2631-8695/ac2353 . ISSN 2631-8695 . S2CID 237613178 .
^ Кейси, Тина (27 февраля 2014 г.). «Новый рекорд эффективности тонкопленочных солнечных элементов для первой солнечной батареи» . ЧистаяТехника .
^ «Солнечные элементы Panasonic HIT устанавливают мировой рекорд эффективности −» . 19 апреля 2014 г.
^ «Мировой рекорд эффективности тонкопленочных солнечных элементов в 22,3% достигнут на границе солнечной энергии - Кампания Renew India - солнечная фотоэлектрическая энергия, Indian Solar News, Indian Wind News, Indian Wind Market» . www.renewindians.com . Проверено 14 декабря 2015 г.
^ Линдхольм; Фоссум, Дж. Г.; Берджесс, Эл. (1979). «Применение принципа суперпозиции к анализу солнечных элементов» . Транзакции IEEE на электронных устройствах . 26 (3): 165–171. дои : 10.1109/T-ED.1979.19400 . ISSN 0018-9383 . S2CID 25916176 .
^ «Квантовая эффективность | PVEобразование» . www.pveducation.org . Проверено 5 апреля 2023 г.
^ Сюй, Юньлу; Гонг, Тао; Мандей, Джереми Н. (2 сентября 2015 г.). «Обобщенный предел Шокли-Кейсера для наноструктурированных солнечных элементов» . Научные отчеты . 5 (1): 13536. arXiv : 1412.1136 . Бибкод : 2015NatSR...513536X . дои : 10.1038/srep13536 . ISSN 2045-2322 . ПМК 4557037 . ПМИД 26329479 . S2CID 17029239 .
^ Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) (февраль 2005 г.). «Часто задаваемые вопросы по фотоэлектрической энергии: что нового в концентрации фотоэлектрической энергии?» (PDF) . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) .
^ Виденборг, Пер И.; Аберле, Армин Г. (2007). «Тонкопленочные солнечные элементы из поликристаллического кремния на суперстратах стекла с текстурой AIT» (PDF) . Достижения оптоэлектроники . 2007 : 1–7. дои : 10.1155/2007/24584 .
^ «Возобновляемые источники» . www.customwritingtips.com . Архивировано из оригинала 23 февраля 2013 года.
^ Сюй, Жида; Яо, Юань; Брюкнер, Эрик; Ли, Ланьфан; Цзян, Цзин; Нуццо, Ральф Г.; Лю, Логан (2014). «Черные кремниевые солнечные тонкопленочные микроячейки, объединяющие верхние наноконусные структуры для широкополосного и всенаправленного улавливания света». Нанотехнологии . 25 (30): 305301. arXiv : 1406.1729 . Бибкод : 2014Nanot..25D5301X . дои : 10.1088/0957-4484/25/30/305301 . ПМИД 25006119 . S2CID 206069610 .
^ Мендес, Маноэль Дж.; Санчес-Собрадо, Олалья; Хак, Сиразул; МЭТЬЮ, Джеймс; АГУАС, Хьюго; ФОРТУНАТО, Эльвира; Мартинс, Родриго (1 января 2020 г.), Энричи, Франческо; Ригини, Джанкарло К. (ред.), «Глава девятая - Структуры оптического волнового фронта в кремниевых и перовскитных тонкопленочных солнечных элементах» , Солнечные элементы и управление освещением , Elsevier, стр. 315–354, ISBN 978-0-08-102762-2 , получено 10 марта 2023 г.
^ Шустер, Кристиан Стефано; Крупи, Исодиан; Хальме, Янне; Коч, Мехмет; Мендес, Мануэль Жуан; Питерс, Ян Мариус; Йерси, Сельчук (2022), Лакнер, Максимилиан; Саджади, Бахарак; Чен, Вэй-Инь (ред.), «Расширение возможностей фотоэлектрических систем с помощью технологий интеллектуального управления освещением» , Справочник по смягчению последствий изменения климата и адаптации к ним , Чам: Springer International Publishing, стр. 1165–1248, doi : 10.1007/978-3-030- 72579-2_112 , ISBN 978-3-030-72579-2 , получено 10 марта 2023 г.
^ Ву, Цзян; Ю, Пэн; Суша, Андрей С.; Саблон, Кимберли А.; Чен, Хайюань; Чжоу, Чжихуа; Ли, Ханьдун; Цзи, Хайнин; Ню, Сяобинь (1 апреля 2015 г.). «Повышение эффективности широкополосного доступа в солнечных элементах на квантовых точках в сочетании с многошиповыми плазмонными нанозвездами». Нано Энергия . 13 : 827–835. дои : 10.1016/j.nanoen.2015.02.012 . S2CID 98282021 .
^ Ю, Пэн; Яо, Исен; Ву, Цзян; Ню, Сяобин; Рогач Андрей Л.; Ван, Чжимин (9 августа 2017 г.). «Влияние наночастиц плазмонного металлического ядра и диэлектрической оболочки на усиление широкополосного поглощения света в тонкопленочных солнечных элементах» . Научные отчеты . 7 (1): 7696. Бибкод : 2017НацСР...7.7696Y . дои : 10.1038/s41598-017-08077-9 . ISSN 2045-2322 . ПМК 5550503 . ПМИД 28794487 .
^ Моравец, Северин; Мендес, Мануэль Дж.; Филонович Сергей Александрович; Мэтью, Джеймс; Мирабелла, Сальваторе; Агуас, Хьюго; Феррейра, Изабель; Симона, Франческа; Фортунато, Эльвира; Мартинс, Родриго; Приоло, Франческо; Крупи, Исодиана (30 июня 2014 г.). «Усиление широкополосного фототока в солнечных элементах a-Si:H с плазмонными обратными отражателями» . Оптика Экспресс . 22 (С4): А1059-70. Бибкод : 2014OExpr..22A1059M . дои : 10.1364/OE.22.0A1059 . hdl : 10362/35672 . ISSN 1094-4087 . ПМИД 24978069 .
^ Мендес, Мануэль Дж.; Моравец, Северин; Матеус, Тьяго; Любчик, Андрей; Агуас, Хьюго; Феррейра, Изабель; Фортунато, Эльвира; Мартинс, Родриго; Приоло, Франческо; Крупи, Исодиана (11 марта 2015 г.). «Широкополосный захват света в тонкопленочных солнечных элементах с самоорганизующимися плазмонными наноколлоидами» . Нанотехнологии . 26 (13): 135202. Бибкод : 2015Nanot..26m5202M . дои : 10.1088/0957-4484/26/13/135202 . ISSN 0957-4484 . ПМИД 25760231 . S2CID 24473789 .
^ Терри, Мейсон Л.; Штрауб, Аксель; Иннс, Дэниел; Сун, Дэнъюань; Аберле, Армин Г. (2005). «Значительное повышение напряжения холостого хода за счет быстрого термического отжига испаренных твердофазно-кристаллизованных тонкопленочных кремниевых солнечных элементов на стекле». Письма по прикладной физике . 86 (17): 172108. Бибкод : 2005ApPhL..86q2108T . дои : 10.1063/1.1921352 .
^ Ян, Баоцзе; Юэ, Гочжэнь; Сивец, Лаура; Ян, Джеффри; Гуха, Субхенду; Цзян, Чун-Шэн (2011). «Инновационный слой nc-SiOx:H с двойной функцией, позволяющий создать многопереходный тонкопленочный кремниевый солнечный элемент с эффективностью > 16%». Письма по прикладной физике . 99 (11): 11351. Бибкод : 2011ApPhL..99k3512Y . дои : 10.1063/1.3638068 .
^ Ю, Пэн; Ву, Цзян; Лю, Шэнтинг; Сюн, Цзе; Джагадиш, Ченнупати; Ван, Чжимин М. (1 декабря 2016 г.). «Разработка и изготовление кремниевых нанопроводов для создания эффективных солнечных элементов» (PDF) . Нано сегодня . 11 (6): 704–737. дои : 10.1016/j.nantod.2016.10.001 .
^ RenewableEnergyWorld.com Как тонкопленочная солнечная энергия по сравнению с кристаллическим кремнием , 3 января 2011 г.
^ Дайан Кардуэлл ; Кейт Брэдшер (9 января 2013 г.). «Китайская фирма покупает американский стартап по солнечной энергии» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 10 января 2013 г.
^ Андорка, Франк (8 января 2014 г.). «Солнечные элементы CIGS, упрощенные» . Solarpowerworldonline.com/ . Мир солнечной энергетики. Архивировано из оригинала 19 августа 2014 года . Проверено 16 августа 2014 г.
^ «Южнокорейские предприятия прекращают или сокращают бизнес по производству тонких пленок» . OfWeek.com/. 17 июля 2014. Архивировано из оригинала 29 мая 2015 года . Проверено 29 мая 2015 г.
^ «Годовой отчет 2014» . МЭА-ПВПС. 21 мая 2015 г. стр. 49, 78. Samsung SDI решила прекратить производство тонкопленочных фотоэлектрических модулей CIGS. Hanergy: Таблица 3 на стр. 49.
^ Solar-frontier.com - Пресс-релиз Solar Frontier построит завод солнечных модулей мощностью 150 МВт и 150 МВт в СНГ в Тохоку, Япония , 19 декабря 2013 г.
^ «Крупнейшая солнечная ферма в Австралии открывается в Нингане, западный Новый Южный Уэльс» . ABC.net.au. 18 апреля 2015 г.
^ Перальта, Эйдер. (7 апреля 2011 г.) GE раскрывает планы строительства крупнейшего завода по производству солнечных панелей в США: двустороннее движение . ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР. Проверено 5 мая 2011 г.
^ PVTECH.org First Solar покупает тонкопленочную интеллектуальную собственность GE CdTe и формирует деловое партнерство , 6 августа 2013 г.
^ Раабе, Стив; Яффе, Марк (4 ноября 2012 г.). «Обанкротившаяся компания Abound Solar из Колорадо продолжает жить как политический футбол» . Денвер Пост .
^ «Конец наступает для ECD Solar» . ГринтехМедиа . 14 февраля 2012 г.
^ «Oerlikon продает свой солнечный бизнес и судьба фотоэлектрических систем из аморфного кремния» . ГррентехМедиа . 2 марта 2012 г.
^ «Покойся с миром: список умерших солнечных компаний» . ГринТехМедиа . 6 апреля 2013 года . Проверено 30 июля 2015 г.
^ «NovaSolar, ранее называвшаяся OptiSolar, оставляет дымящийся кратер во Фремонте» . ГринТехМедиа . 24 февраля 2012 года . Проверено 30 июля 2015 г.
^ «Китайская дочерняя компания Suntech Power объявляет о банкротстве» . Нью-Йорк Таймс . 20 марта 2013 г.
^ «Suntech ищет новые деньги после банкротства в Китае, говорит ликвидатор» . Блумберг. 29 апреля 2014 г.
^ «Индекс цен на спотовом рынке солнечных фотоэлектрических модулей PVX» . СоларСервер. 20 июня 2014. Архивировано из оригинала 29 августа 2014 года . Проверено 30 июля 2015 г.
^ «0,38 евро к доллару США - Обменный курс евро к доллару США» . www.xe.com .
^ «Тонкопленочные солнечные панели | Американское общество солнечной энергии» .
^ «Плюсы и минусы металлической кровли для вашего дома» .
^ Перейти обратно: ^а ^б «Солнечные панели против тонкопленочных ламинатов: стоимость, плюсы и минусы, лучшие бренды» . 19 января 2022 г.
^ Цвайбель, Кен (сентябрь 1995 г.). «Тонкие пленки: прошлое, настоящее, будущее» . Прогресс в фотоэлектрической энергетике: исследования и приложения . 3 (5): 279–293. дои : 10.1002/pip.4670030503 .
^ «Консорциум ускорителей теллурида кадмия» . www.nrel.gov . Проверено 6 апреля 2023 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Джордан, Дирк К.; Курц, Сара Р. (июнь 2012 г.). «Скорость фотоэлектрической деградации — аналитический обзор» (PDF) . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Мутери, Винченцо; Селлура, Маурицио; Курто, Доменико; Францитта, Винченцо; Лонго, Соня; Мистретта, Марина; Паризи, Мария Лаура (январь 2020 г.). «Обзор оценки жизненного цикла солнечных фотоэлектрических панелей» . Энергии . 13 (1): 252. дои : 10.3390/en13010252 . hdl : 10447/392647 . ISSN 1996-1073 .
^ «Солнечный элемент толщиной с бумагу может превратить любую поверхность в источник энергии» . Новости Массачусетского технологического института | Массачусетский технологический институт . 9 декабря 2022 . Проверено 5 апреля 2023 г.
^ «Солнечная – 10 предсказаний на 2022 год» . БлумбергНЕФ . 26 января 2022 г. . Проверено 4 апреля 2023 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Бабайигит, Аслихан; Этираджан, Анита; Мюллер, Марк; Конингс, Берт (24 февраля 2016 г.). «Токсичность металлогалогенидных перовскитных солнечных элементов» . Природные материалы . 15 (3): 247–251. Бибкод : 2016NatMa..15..247B . дои : 10.1038/nmat4572 . hdl : 2268/195044 . ISSN 1476-4660 . ПМИД 26906955 .
^ «Подробная информация о безопасности тонкой пленки CdTe компании First Solar» . www.greentechmedia.com . Проверено 5 апреля 2023 г.
^ Фтенакис, В.М.; Московиц, П. Д. (21 марта 1995 г.). «Тонкопленочные фотоэлектрические элементы: проблемы здоровья и окружающей среды при их производстве, использовании и утилизации». Прогресс в фотоэлектрической энергетике: исследования и приложения . 3 (5): 295–306. дои : 10.1002/pip.4670030504 .
^ МОСКОВИЦ, ПОЛ Д. (23 февраля 2007 г.). «ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ, ЗДОРОВЬЯ И БЕЗОПАСНОСТИ, СВЯЗАННЫЕ С ПРОИЗВОДСТВОМ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МОДУЛЕЙ CdTe». Международный журнал солнечной энергии . 12 (1–4): 259–281. дои : 10.1080/01425919208909767 . ISSN 1992-1993 гг .
^ Бурхарт-Король, Дорота; Пустейовская, Павлина; Блаут, Агата; Юрсова, Симона; Король, Ежи (1 ноября 2018 г.). «Сравнительная оценка жизненного цикла существующих и будущих систем производства электроэнергии в Чехии и Польше» . Международный журнал оценки жизненного цикла . 23 (11): 2165–2177. Бибкод : 2018IJLCA..23.2165B . дои : 10.1007/s11367-018-1450-z . hdl : 10084/132821 . ISSN 1614-7502 . S2CID 116189232 .

Источники

Грама, С. «Обзор тонкопленочной солнечной фотоэлектрической промышленности и технологий». Массачусетский технологический институт, 2008 г.
Грин, Мартин А. «Консолидация тонкопленочных фотоэлектрических технологий: предстоящее десятилетие возможностей». Прогресс в фотоэлектрической энергетике: исследования и приложения 14, № 5 (2006): 383–392.
Грин, Массачусетс «Последние разработки в фотоэлектрической энергетике». Солнечная энергия 76, вып. 1–3 (2004): 3–8.
Бокарн, Гай. «Кремниевые тонкопленочные солнечные элементы». Достижения в оптоэлектронике 2007 г. (август 2007 г.): 12.
Уллал, Х.С. и Б. фон Рёдерн. «Тонкопленочные CIGS и фотоэлектрические технологии CdTe: коммерциализация, критические проблемы и приложения; Препринт» (2007).
Хегедус, С. «Тонкопленочные солнечные модули: низкая стоимость, высокая пропускная способность и универсальная альтернатива кремниевым пластинам». Прогресс в фотоэлектрической энергетике: исследования и применения 14, вып. 5 (2006): 393–411.
Портманс Дж. и В. Архипов. Тонкопленочные солнечные элементы: изготовление, характеристики и применение. Уайли, 2006.
Вронский, Ч.Р., Б. Фон Рёдерн и А. Колодзей. «Тонкопленочные солнечные элементы на основе Si:H». Вакуум 82, нет. 10 (3 июня 2008 г.): 1145–1150.
Чопра, К.Л., П.Д. Полсон и В. Дутта. «Тонкопленочные солнечные элементы: обзор». Прогресс в фотоэлектрической энергетике: исследования и приложения 12, вып. 2–3 (2004): 69–92.
Хамакава, Ю. Тонкопленочные солнечные элементы: фотогальваника следующего поколения и ее применение. Спрингер, 2004.
Грин, Мартин. «Тонкопленочные солнечные элементы: обзор материалов, технологий и коммерческого статуса». Журнал материаловедения: Материалы в электронике 18 (1 октября 2007 г.): 15–19.

Внешние ссылки

Flexcellence. Архивировано 10 мая 2009 г. в Wayback Machine , STReP, финансируемом Шестой рамочной программой (FP6) ЕС. Полное название: Рулонная технология производства высокоэффективных и недорогих тонкопленочных кремниевых фотоэлектрических модулей.

[:24-1] Перейти обратно: ^а ^б «Лучшая диаграмма эффективности исследовательских ячеек» . www.nrel.gov . Проверено 5 апреля 2023 г.

[:1-2] Перейти обратно: ^а ^б «ОТЧЕТ О ФОТОВОЛЬТАИКЕ» (PDF) . Институт Фраунгофера систем солнечной энергии, ISE.

[:18-3] Перейти обратно: ^а ^б Фельдман, Дэвид; Черт возьми, Криста; Джаретт, Зубой; Марголис, Роберт (12 июля 2022 г.). «Обзор солнечной индустрии летом 2022 года» (PDF) . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии .

[4] Маду, Марк Дж. (2011). От МЭМС к Био-МЭМС и Био-НЭМС: производственные технологии и приложения . ЦРК Пресс. п. 246. ИСБН 9781439895245 .

[5] «Нобелевская премия по физике 2000 года» . NobelPrize.org . Проверено 27 марта 2023 г.

[6] «История» . Институт преобразования энергии . Архивировано из оригинала 27 марта 2023 года . Проверено 26 марта 2023 г.

[7] «Документы Карла Вольфганга Бёра | Помощь в поиске рукописей и архивных коллекций» . библиотека.udel.edu . Проверено 27 марта 2023 г.

[8] Лэндис, Джеффри А.; Бейли, Шейла Г.; Флад, Деннис Дж. (5 июня 1989 г.). «Достижения в области тонкопленочных солнечных элементов для облегченной космической фотоэлектрической энергии» (PDF) . Сервер технических отчетов НАСА (NTRS) . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), Исследовательский центр Льюиса.

[9] Уоллес, WL; Сабиский, Е.С. (август 1986 г.). «Статус и будущее исследований аморфного кремния, поддерживаемых государством, в Соединенных Штатах» (PDF) . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) .

[:02-10] «История солнечной энергии» (PDF) . Управление по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии Министерства энергетики США . Архивировано (PDF) оригинала 11 сентября 2021 г. Проверено 26 марта 2023 г.

[11] Уоттс, РЛ; Смит, ЮАР; Диркс, Дж. А. (апрель 1985 г.). «Прогресс фотоэлектрической промышленности до 1984 года» (PDF) . Управление научно-технической информации Министерства энергетики США . дои : 10.2172/5685828 . Проверено 26 марта 2023 г. {{cite journal}}: Неизвестный параметр |agency= игнорируется ( помогите )

[:03-12] Перейти обратно: ^а ^б ^с «История солнечной энергии» (PDF) . Управление по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии Министерства энергетики США . Архивировано (PDF) оригинала 11 сентября 2021 г. Проверено 26 марта 2023 г.

[13] «Самая эффективная солнечная батарея в мире» . www.nrel.gov . Проверено 27 марта 2023 г.

[:23-14] «Здание 4 Times Square - интегрированная фотоэлектрическая система» (PDF) . Kiss + Cathcart, Архитекторы . Проверено 26 марта 2023 г.

[15] Бауюис, Г.Дж.; Малдер, П.; Шермер, Джей Джей; Хаверкамп, Э.Дж.; Дилен, Дж. Ван; Ларсен, ПК (2005). «ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЕ ТОНКОНПЛЕНОЧНЫЕ GaAs СОЛНЕЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ С ПОВЫШЕННОЙ РАДИАЦИОННОЙ СТОЙКОСТЬЮ» . 20-я Европейская конференция по фотоэлектрической солнечной энергии : 468–471.

[:2-16] Перейти обратно: ^а ^б Камат, Прашант В. (18 октября 2008 г.). «Солнечные элементы с квантовыми точками. Полупроводниковые нанокристаллы как поглотители света» . Журнал физической химии C. 112 (48): 18737–18753. дои : 10.1021/jp806791s .

[17] О'Риган, Брайан; Гретцель, Михаэль (октябрь 1991 г.). «Недорогой высокоэффективный солнечный элемент на основе сенсибилизированных красителем коллоидных пленок TiO2» . Природа . 353 (6346): 737–740. Бибкод : 1991Natur.353..737O . дои : 10.1038/353737a0 . ISSN 1476-4687 . S2CID 4340159 .

[18] «Квантовые точки обещают значительно повысить эффективность солнечных элементов» (PDF) . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) . Август 2013.

[19] Кодзима, Акихиро; Тешима, Кенджиро; Ширай, Иисус; Миясака, Цутому (6 мая 2009 г.). «Металлогалогенидные перовскиты как сенсибилизаторы видимого света для фотоэлектрических элементов» . Журнал Американского химического общества . 131 (17): 6050–6051. дои : 10.1021/ja809598r . ISSN 1520-5126 . ПМИД 19366264 .

[20] Редакционная статья, BCC Research. «История перовскитных солнечных элементов» . blog.bccresearch.com . Проверено 28 марта 2023 г.

[21] Ли, Брендон (10 июня 2015 г.). «Печатные солнечные элементы обещают использовать неосвещенные сельские районы Азиатско-Тихоокеанского региона» . СайДевНет . Архивировано из оригинала 1 апреля 2022 года.

[22] «Солнечные элементы легкие, как мыльный пузырь» . Новости Массачусетского технологического института | Массачусетский технологический институт . 26 февраля 2016 года . Проверено 27 марта 2023 г.

[:222-23] Перейти обратно: ^а ^б «Солнечный элемент толщиной с бумагу может превратить любую поверхность в источник энергии» . Новости Массачусетского технологического института | Массачусетский технологический институт . 9 декабря 2022 . Проверено 27 марта 2023 г.

[24] Сараванапаванантам, Маюран; Мваура, Иеремия; Булович, Владимир (9 декабря 2022 г.). «Печатные органические фотоэлектрические модули на переносимых сверхтонких подложках как аддитивные источники энергии» . Маленькие методы . 7 (1): 2200940. doi : 10.1002/smtd.202200940 . ISSN 2366-9608 . ПМИД 36482828 . S2CID 254524625 .

[:12-25] Перейти обратно: ^а ^б ^с «ОТЧЕТ О ФОТОВОЛЬТАИКЕ» (PDF) . Институт Фраунгофера систем солнечной энергии, ISE.

[26] «Фотовольтаика-отчет-слайды.pdf» (PDF) . ИНСТИТУТ СОЛНЕЧНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ФРАУНГОФЕРА ISE. 7 ноября 2013 г. Архивировано из оригинала (PDF) 25 июля 2014 г.

[:182-27] Фельдман, Дэвид; Черт возьми, Криста; Джаретт, Зубой; Марголис, Роберт (12 июля 2022 г.). «Обзор солнечной индустрии летом 2022 года» (PDF) . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии .

[28] «ФЭ-элементы 101, Часть 2: Направления исследований солнечных фотоэлектрических элементов» . Energy.gov.ru . Проверено 5 апреля 2023 г.

[29] «Фотоэлектрический эффект | PVEducation» . www.pveducation.org . Проверено 5 апреля 2023 г.

[30] Кангсабаник, Джибан; Свендсен, Марк Кампер; Тагизаде, Алиреза; Кроветто, Андреа; Тайгесен, Кристиан С. (2 ноября 2022 г.). «Полупроводники с непрямой запрещенной зоной для тонкопленочных фотогальваники: высокопроизводительный расчет фононного поглощения» . Журнал Американского химического общества . 144 (43): 19872–19883. arXiv : 2207.09569 . дои : 10.1021/jacs.2c07567 . ISSN 0002-7863 . ПМИД 36270007 . S2CID 250699345 .

[31] Пирс, Дж.; Лау, А. (2002). «Анализ чистой энергии для устойчивого производства энергии с помощью кремниевых солнечных элементов» (PDF) . Солнечная энергия . стр. 181–186. дои : 10.1115/SED2002-1051 . ISBN 978-0-7918-1689-9 .

[32] Технические описания лидеров рынка: First Solar для тонкой пленки, Suntech и SunPower для кристаллического кремния.

[Fraunhofer-PR-2014-33] Перейти обратно: ^а ^б ^с «Отчет о фотогальванике» (PDF) . Фраунгофера ИСЭ. 28 июля 2014 г. Архивировано (PDF) из оригинала 9 августа 2014 г. . Проверено 31 августа 2014 г.

[:83-34] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ^м ^н ^тот ^п ^д ^р Шенгюль, Хатидже; Тайс, Томас Л. (1 января 2011 г.). «Оценка воздействия фотоэлектрических систем на квантовых точках (QDPV) на окружающую среду от приобретения сырья до его использования». Журнал чистого производства . 19 (1): 21–31. дои : 10.1016/j.jclepro.2010.08.010 . ISSN 0959-6526 .

[35] Техническое описание First Solar Series 6 , 5 марта 2021 г.

[Fthenakis_303–334-36] Фтенакис, Василис М. (2004). «Анализ воздействия жизненного цикла кадмия при производстве фотоэлектрических систем CdTe» (PDF) . Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 8 (4): 303–334. дои : 10.1016/j.rser.2003.12.001 . Архивировано (PDF) из оригинала 8 мая 2014 г.

[37] Вернер, Юрген Х. (2 ноября 2011 г.). «ТОКСИЧНЫЕ ВЕЩЕСТВА В ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МОДУЛЯХ» (PDF) . postfreemarket.net . Институт фотоэлектрической энергии, Штутгартский университет, Германия – 21-я Международная научно-техническая конференция по фотоэлектрической энергии, 2011 г., Фукуока, Япония. п. 2. Архивировано (PDF) из оригинала 21 декабря 2014 г. Проверено 23 сентября 2014 г.

[38] «Подробная информация о безопасности тонкой пленки CdTe компании First Solar» . www.greentechmedia.com .

[39] «Кадмий: темная сторона тонкой пленки? - Старый ГигаОм» . old.gigaom.com .

[40] «Анализ ограничений поставок, Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии» .

[Efficiency_tables_vers._62-41] Грин, Массачусетс; и др. (2023). «Таблицы эффективности солнечных батарей (версия 62)» . Прогресс в фотоэлектрической энергетике . 31 (7): 651–663. дои : 10.1002/pip.3726 .

[AVANCIS_module-42] «Пресс-релиз» (PDF) . АВАНСИС ГмбХ.

[43] «Гибкие солнечные элементы с рекордной эффективностью 22,2%» . Эмпа.

[44] «Гибкие фотоэлектрические модули большой площади демонстрируют производительность, эквивалентную c-Si» . МиаСоле.

[45] «Отчет по фотогальванике» (PDF) . Институт солнечных энергетических систем Фраунгофера (ISE).

[46] Витте, В.; и др. (2014). «Замена буферного слоя CdS в тонкопленочных солнечных элементах CIGS». Вакуум в исследованиях и практике . 26 :23-27. дои : 10.1002/vipr.201400546 .

[47] Шин, MJ; и др. (2021). «Двусторонние фотоэлектрические характеристики полупрозрачных ультратонких солнечных элементов Cu (In, Ga) Se ₂ с передними и задними прозрачными проводящими оксидными контактами». Прикладная наука о поверхности . 535 : 147732. Бибкод : 2021ApSS..53547732S . дои : 10.1016/j.apsusc.2020.147732 .

[Whitepaper-48] Перейти обратно: ^а ^б «Белая книга CIGS» (PDF) . Центр исследований солнечной энергии и водорода Баден-Вюртемберг (ZSW).

[Green2-49] Перейти обратно: ^а ^б Грин, Массачусетс (2003), «Кристаллические и тонкопленочные кремниевые солнечные элементы: современное состояние и будущий потенциал», Solar Energy , 74 (3): 181–192, Bibcode : 2003SoEn...74..181G , doi : 10.1016/S0038-092X(03)00187-7 .

[eng07-50] Фотовольтаика . Engineering.Com (9 июля 2007 г.). Проверено 19 января 2011 г.

[51] «Аморфный кремний для солнечных элементов» (PDF) (на немецком языке).

[52] Арвинд Шах и др. (2003): Тандемные солнечные элементы из микрокристаллического кремния и микроморфов. В: Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы , 78 , стр. 469-491.

[53] «Достигнута новая рекордная эффективность фотоэлектрического модуля» . Веб-сайт TEL Solar . ТЕЛ Солар . Проверено 14 июля 2014 г.

[54] Дж. М. Пирс; Н. Подраза; Р. У. Коллинз; ММ Аль-Джассим; К.М. Джонс; Дж. Денг и Ч.Р. Вронски (2007). «Оптимизация напряжения холостого хода в солнечных элементах из аморфного кремния со смешанной фазой (аморфный + нанокристаллический) контактами p-типа с низким содержанием нанокристаллов» (PDF) . Журнал прикладной физики . 101 (11): 114301–114301–7. Бибкод : 2007JAP...101k4301P . дои : 10.1063/1.2714507 . Архивировано из оригинала (PDF) 14 июня 2011 года . Проверено 12 июня 2009 г.

[55] Пирс, Дж. М.; Подраза, Н.; Коллинз, RW; Аль-Джассим, ММ; Джонс, КМ; Дэн, Дж.; Вронский, ЧР (2007). «Оптимизация напряжения холостого хода в солнечных элементах из аморфного кремния со смешанно-фазными (аморфными + нанокристаллическими) контактами p-типа с низким содержанием нанокристаллов» (PDF) . Журнал прикладной физики . 101 (11): 114301–114301–7. Бибкод : 2007JAP...101k4301P . дои : 10.1063/1.2714507 . Архивировано из оригинала (PDF) 14 июня 2011 года . Проверено 12 июня 2009 г.

[56] «Солнечные элементы GaAs» . sinovoltaics.com . Проверено 18 ноября 2020 г.

[57] Грин, Мартин А.; Хишикава, Ёсихиро; Данлоп, Юэн Д.; Леви, Дин Х.; Холь-Эбингер, Йохен; Ёшита, Масахиро; Хо-Бэйли, Анита, Вайоминг (2019). «Таблицы эффективности солнечных батарей (Версия 53)». Прогресс в фотоэлектрической энергетике: исследования и приложения . 27 (1): 3–12. дои : 10.1002/pip.3102 . ISSN 1099-159Х . S2CID 104439991 .

[58] Наяк, Пабитра К.; Махеш, Сухас; Снайт, Генри Дж.; Каэн, Дэвид (2019). «Технологии фотоэлектрических солнечных элементов: анализ современного состояния» . Материалы обзоров природы . 4 (4): 269–285. Бибкод : 2019NatRM...4..269N . дои : 10.1038/s41578-019-0097-0 . ISSN 2058-8437 . S2CID 141233525 .

[:0-59] Перейти обратно: ^а ^б Массио, Инес; Каттони, Андреа; Коллин, Стефан (2 ноября 2020 г.). «Прогресс и перспективы ультратонких солнечных элементов» (PDF) . Энергия природы . 5 (12): 959–972. Бибкод : 2020NatEn...5..959M . дои : 10.1038/s41560-020-00714-4 . ISSN 2058-7546 . S2CID 228814810 .

[60] Конагай, Макото; Сугимото, Мицунори; Такахаси, Киёси (1 декабря 1978 г.). «Высокоэффективные тонкопленочные солнечные элементы GaAs, изготовленные по технологии очистки пленки» . Журнал роста кристаллов . 45 : 277–280. Бибкод : 1978JCrGr..45..277K . дои : 10.1016/0022-0248(78)90449-9 . ISSN 0022-0248 .

[61] Ченг, Ченг-Вэй; Шиу, Куэн-Тин; Оболочка; Хан, Шу-Джен; Ши, Летен; Садана, Девендра К. (12 марта 2013 г.). «Процесс эпитаксиального отрыва для повторного использования подложек из арсенида галлия и гибкой электроники» . Природные коммуникации . 4 (1): 1577. Бибкод : 2013NatCo...4.1577C . дои : 10.1038/ncomms2583 . ISSN 2041-1723 . ПМИД 23481385 .

[:193-62] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Эфаз, Эртеза Таусиф; Раман, штат Мэриленд Меганур; Имам Сафаят Аль; Башар, Хандакер Любаба; Кабир, Фахмид; Муртаза, доктор медицинских наук Эхасан; Сакиб, Сайед Назмус; Мозахид, Ф.А. (23 сентября 2021 г.). «Обзор основных технологий тонкопленочных солнечных элементов» . Инженерные исследования Экспресс . 3 (3): 032001. Бибкод : 2021ERExp...3c2001E . дои : 10.1088/2631-8695/ac2353 . ISSN 2631-8695 . S2CID 237613178 .

[:62-63] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж Основные моменты, Шахабоддин; Окороафор, Тобечи; Пожалуйста, поверьте; Сауседо, Эдгардо; Плачиди, Марсель (1 мая 2022 г.). «Оценка жизненного цикла различных халькогенидных тонкопленочных солнечных элементов». Прикладная энергетика . 313 : Бибкод : 2022ApEn..31318888R 118888. doi : 10.1016/j.apenergy.2022.118888 . hdl : 2117/370823 . ISSN 0306-2619 . S2CID 247433824 .

[:124-64] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж Шиварадж, Сантош; Ратанасами, Раджасекар; Калияннан, Гобинат Велу; Панчал, Хитеш; Джавад Альрубайе, Али; Муса Джабер, Мустафа; Саид, Зафар; Мемон, Саим (19 ноября 2022 г.). «Комплексный обзор текущих характеристик, проблем и прогресса в области тонкопленочных солнечных элементов» (PDF) . Энергии . 15 (22): 8688. doi : 10.3390/en15228688 . ISSN 1996-1073 .

[65] Гретцель, Михаэль (31 октября 2003 г.). «Сенсибилизированные красителем солнечные элементы». Журнал фотохимии и фотобиологии C: Обзоры фотохимии . 4 (2): 145–153. CiteSeerX 10.1.1.687.8125 . дои : 10.1016/S1389-5567(03)00026-1 . ISSN 1389-5567 .

[:203-66] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д «Лучшая диаграмма эффективности исследовательских ячеек» . www.nrel.gov . Проверено 6 апреля 2023 г.

[:102-67] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к Цанг, Майкл П.; Зоннеманн, Гвидо В.; Бассани, Дарио М. (1 ноября 2016 г.). «Оценка жизненного цикла возможностей от колыбели до могилы и воздействия органических фотоэлектрических солнечных панелей на окружающую среду по сравнению с традиционными технологиями». Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы . Жизненный цикл, окружающая среда, экология и анализ воздействия солнечных технологий. 156 : 37–48. дои : 10.1016/j.solmat.2016.04.024 . ISSN 0927-0248 .

[:73-68] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час Челик, Ильке; Сун, Чжаонин; Чимароли, Александр Дж.; Ян, Янфа; Хебен, Майкл Дж.; Апул, Дефне (1 ноября 2016 г.). «Оценка жизненного цикла (LCA) перовскитных фотоэлектрических элементов, прогнозируемая от лаборатории до завода» . Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы . Жизненный цикл, окружающая среда, экология и анализ воздействия солнечных технологий. 156 : 157–169. дои : 10.1016/j.solmat.2016.04.037 . ISSN 0927-0248 .

[69] «Новый стабильный и экономичный тип перовскитных солнечных элементов» . PHYS.org . 17 июля 2014 года . Проверено 4 августа 2015 г.

[70] «Нанесение распылением направляет перовскитные солнечные элементы к коммерциализации» . Мир химии . 29 июля 2014 года . Проверено 4 августа 2015 г.

[71] «Перовскитовые солнечные элементы» . Оссила . Проверено 4 августа 2015 г.

[72] Хуан, Синьцзин; Фан, Дежиу; Ли, Юнси; Форрест, Стивен Р. (20 июля 2022 г.). «Многоуровневое отслаивание прототипа полупрозрачного органического фотоэлектрического модуля» . Джоуль . 6 (7): 1581–1589. дои : 10.1016/j.joule.2022.06.015 . ISSN 2542-4785 . ОСТИ 1878096 . S2CID 250541919 .
Краткое содержание: «На пути к производству полупрозрачных солнечных батарей размером с окно» . Мичиганский университет . Проверено 31 августа 2022 г.

[73] Краткое содержание: «На пути к производству полупрозрачных солнечных батарей размером с окно» . Мичиганский университет . Проверено 31 августа 2022 г.

[73] «Прозрачные солнечные панели для окон достигли рекордной эффективности в 8%» . Новости Мичиганского университета . 17 августа 2020 г. Проверено 23 августа 2022 г.

[74] Ли, Юнси; Го, Ся; Пэн, Чжэнсин; Цюй, Бонинг; Ян, Хунпин; Аде, Харальд; Чжан, Маоцзе; Форрест, Стивен Р. (сентябрь 2020 г.). «Нейтральные по цвету, полупрозрачные органические фотоэлектрические элементы для электрических окон» . Труды Национальной академии наук . 117 (35): 21147–21154. Бибкод : 2020PNAS..11721147L . дои : 10.1073/pnas.2007799117 . ISSN 0027-8424 . ПМЦ 7474591 . ПМИД 32817532 .

[75] «Исследователи изготовили высокопрозрачный солнечный элемент из двухмерного атомного листа» . Университет Тохоку . Проверено 23 августа 2022 г.

[76] Он, Син; Ивамото, Юта; Канеко, Тосиро; Като, Тошиаки (4 июля 2022 г.). «Изготовление почти невидимого солнечного элемента с монослоем WS2» . Научные отчеты . 12 (1): 11315. Бибкод : 2022NatSR..1211315H . дои : 10.1038/s41598-022-15352-x . ISSN 2045-2322 . ПМЦ 9253307 . ПМИД 35787666 .

[:42-77] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Хацисидерис, Мариос Д.; Эспиноза, Ньевес; Лоран, Алексис; Кребс, Фредерик К. (1 ноября 2016 г.). «Перспективы экодизайна тонкопленочных фотоэлектрических технологий: обзор исследований по оценке жизненного цикла» (PDF) . Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы . Жизненный цикл, окружающая среда, экология и анализ воздействия солнечных технологий. 156 : 2–10. дои : 10.1016/j.solmat.2016.05.048 . ISSN 0927-0248 . S2CID 99033877 .

[:232-78] «Здание 4 Times Square - интегрированная фотоэлектрическая система» (PDF) . Kiss + Cathcart, Архитекторы . Проверено 26 марта 2023 г.

[:92-79] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ^м Киттнер, Ной; Гевала, Шаббир Х.; Каменс, Ричард М. (1 декабря 2013 г.). «Сравнение экологического жизненного цикла тонкопленочных фотоэлектрических систем из монокристалла и аморфного кремния в Таиланде». Энергия для устойчивого развития . 17 (6): 605–614. Бибкод : 2013ESusD..17..605K . дои : 10.1016/j.esd.2013.09.003 . ISSN 0973-0826 .

[Efaz_032001-80] Перейти обратно: ^а ^б Эфаз, Эртеза Таусиф; Раман, доктор медицинских наук Меганур; Имам Сафаят Аль; Башар, Хандакер Любаба; Кабир, Фахмид; Муртаза, доктор медицинских наук Эхасан; Сакиб, Сайед Назмус; Мозахид, Ф.А. (1 сентября 2021 г.). «Обзор основных технологий тонкопленочных солнечных элементов» . Инженерные исследования Экспресс . 3 (3): 032001. Бибкод : 2021ERExp...3c2001E . дои : 10.1088/2631-8695/ac2353 . ISSN 2631-8695 . S2CID 237613178 .

[fs_eff-81] Кейси, Тина (27 февраля 2014 г.). «Новый рекорд эффективности тонкопленочных солнечных элементов для первой солнечной батареи» . ЧистаяТехника .

[pn_eff-82] «Солнечные элементы Panasonic HIT устанавливают мировой рекорд эффективности −» . 19 апреля 2014 г.

[83] «Мировой рекорд эффективности тонкопленочных солнечных элементов в 22,3% достигнут на границе солнечной энергии - Кампания Renew India - солнечная фотоэлектрическая энергия, Indian Solar News, Indian Wind News, Indian Wind Market» . www.renewindians.com . Проверено 14 декабря 2015 г.

[84] Линдхольм; Фоссум, Дж. Г.; Берджесс, Эл. (1979). «Применение принципа суперпозиции к анализу солнечных элементов» . Транзакции IEEE на электронных устройствах . 26 (3): 165–171. дои : 10.1109/T-ED.1979.19400 . ISSN 0018-9383 . S2CID 25916176 .

[85] «Квантовая эффективность | PVEобразование» . www.pveducation.org . Проверено 5 апреля 2023 г.

[86] Сюй, Юньлу; Гонг, Тао; Мандей, Джереми Н. (2 сентября 2015 г.). «Обобщенный предел Шокли-Кейсера для наноструктурированных солнечных элементов» . Научные отчеты . 5 (1): 13536. arXiv : 1412.1136 . Бибкод : 2015NatSR...513536X . дои : 10.1038/srep13536 . ISSN 2045-2322 . ПМК 4557037 . ПМИД 26329479 . S2CID 17029239 .

[87] Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) (февраль 2005 г.). «Часто задаваемые вопросы по фотоэлектрической энергии: что нового в концентрации фотоэлектрической энергии?» (PDF) . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) .

[88] Виденборг, Пер И.; Аберле, Армин Г. (2007). «Тонкопленочные солнечные элементы из поликристаллического кремния на суперстратах стекла с текстурой AIT» (PDF) . Достижения оптоэлектроники . 2007 : 1–7. дои : 10.1155/2007/24584 .

[89] «Возобновляемые источники» . www.customwritingtips.com . Архивировано из оригинала 23 февраля 2013 года.

[nanotech2014-90] Сюй, Жида; Яо, Юань; Брюкнер, Эрик; Ли, Ланьфан; Цзян, Цзин; Нуццо, Ральф Г.; Лю, Логан (2014). «Черные кремниевые солнечные тонкопленочные микроячейки, объединяющие верхние наноконусные структуры для широкополосного и всенаправленного улавливания света». Нанотехнологии . 25 (30): 305301. arXiv : 1406.1729 . Бибкод : 2014Nanot..25D5301X . дои : 10.1088/0957-4484/25/30/305301 . ПМИД 25006119 . S2CID 206069610 .

[91] Мендес, Маноэль Дж.; Санчес-Собрадо, Олалья; Хак, Сиразул; МЭТЬЮ, Джеймс; АГУАС, Хьюго; ФОРТУНАТО, Эльвира; Мартинс, Родриго (1 января 2020 г.), Энричи, Франческо; Ригини, Джанкарло К. (ред.), «Глава девятая - Структуры оптического волнового фронта в кремниевых и перовскитных тонкопленочных солнечных элементах» , Солнечные элементы и управление освещением , Elsevier, стр. 315–354, ISBN 978-0-08-102762-2 , получено 10 марта 2023 г.

[92] Шустер, Кристиан Стефано; Крупи, Исодиан; Хальме, Янне; Коч, Мехмет; Мендес, Мануэль Жуан; Питерс, Ян Мариус; Йерси, Сельчук (2022), Лакнер, Максимилиан; Саджади, Бахарак; Чен, Вэй-Инь (ред.), «Расширение возможностей фотоэлектрических систем с помощью технологий интеллектуального управления освещением» , Справочник по смягчению последствий изменения климата и адаптации к ним , Чам: Springer International Publishing, стр. 1165–1248, doi : 10.1007/978-3-030- 72579-2_112 , ISBN 978-3-030-72579-2 , получено 10 марта 2023 г.

[93] Ву, Цзян; Ю, Пэн; Суша, Андрей С.; Саблон, Кимберли А.; Чен, Хайюань; Чжоу, Чжихуа; Ли, Ханьдун; Цзи, Хайнин; Ню, Сяобинь (1 апреля 2015 г.). «Повышение эффективности широкополосного доступа в солнечных элементах на квантовых точках в сочетании с многошиповыми плазмонными нанозвездами». Нано Энергия . 13 : 827–835. дои : 10.1016/j.nanoen.2015.02.012 . S2CID 98282021 .

[94] Ю, Пэн; Яо, Исен; Ву, Цзян; Ню, Сяобин; Рогач Андрей Л.; Ван, Чжимин (9 августа 2017 г.). «Влияние наночастиц плазмонного металлического ядра и диэлектрической оболочки на усиление широкополосного поглощения света в тонкопленочных солнечных элементах» . Научные отчеты . 7 (1): 7696. Бибкод : 2017НацСР...7.7696Y . дои : 10.1038/s41598-017-08077-9 . ISSN 2045-2322 . ПМК 5550503 . ПМИД 28794487 .

[95] Моравец, Северин; Мендес, Мануэль Дж.; Филонович Сергей Александрович; Мэтью, Джеймс; Мирабелла, Сальваторе; Агуас, Хьюго; Феррейра, Изабель; Симона, Франческа; Фортунато, Эльвира; Мартинс, Родриго; Приоло, Франческо; Крупи, Исодиана (30 июня 2014 г.). «Усиление широкополосного фототока в солнечных элементах a-Si:H с плазмонными обратными отражателями» . Оптика Экспресс . 22 (С4): А1059-70. Бибкод : 2014OExpr..22A1059M . дои : 10.1364/OE.22.0A1059 . hdl : 10362/35672 . ISSN 1094-4087 . ПМИД 24978069 .

[96] Мендес, Мануэль Дж.; Моравец, Северин; Матеус, Тьяго; Любчик, Андрей; Агуас, Хьюго; Феррейра, Изабель; Фортунато, Эльвира; Мартинс, Родриго; Приоло, Франческо; Крупи, Исодиана (11 марта 2015 г.). «Широкополосный захват света в тонкопленочных солнечных элементах с самоорганизующимися плазмонными наноколлоидами» . Нанотехнологии . 26 (13): 135202. Бибкод : 2015Nanot..26m5202M . дои : 10.1088/0957-4484/26/13/135202 . ISSN 0957-4484 . ПМИД 25760231 . S2CID 24473789 .

[97] Терри, Мейсон Л.; Штрауб, Аксель; Иннс, Дэниел; Сун, Дэнъюань; Аберле, Армин Г. (2005). «Значительное повышение напряжения холостого хода за счет быстрого термического отжига испаренных твердофазно-кристаллизованных тонкопленочных кремниевых солнечных элементов на стекле». Письма по прикладной физике . 86 (17): 172108. Бибкод : 2005ApPhL..86q2108T . дои : 10.1063/1.1921352 .

[98] Ян, Баоцзе; Юэ, Гочжэнь; Сивец, Лаура; Ян, Джеффри; Гуха, Субхенду; Цзян, Чун-Шэн (2011). «Инновационный слой nc-SiOx:H с двойной функцией, позволяющий создать многопереходный тонкопленочный кремниевый солнечный элемент с эффективностью > 16%». Письма по прикладной физике . 99 (11): 11351. Бибкод : 2011ApPhL..99k3512Y . дои : 10.1063/1.3638068 .

[99] Ю, Пэн; Ву, Цзян; Лю, Шэнтинг; Сюн, Цзе; Джагадиш, Ченнупати; Ван, Чжимин М. (1 декабря 2016 г.). «Разработка и изготовление кремниевых нанопроводов для создания эффективных солнечных элементов» (PDF) . Нано сегодня . 11 (6): 704–737. дои : 10.1016/j.nantod.2016.10.001 .

[100] RenewableEnergyWorld.com Как тонкопленочная солнечная энергия по сравнению с кристаллическим кремнием , 3 января 2011 г.

[NYT01913-101] Дайан Кардуэлл ; Кейт Брэдшер (9 января 2013 г.). «Китайская фирма покупает американский стартап по солнечной энергии» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 10 января 2013 г.

[spw-cigs-simplified-102] Андорка, Франк (8 января 2014 г.). «Солнечные элементы CIGS, упрощенные» . Solarpowerworldonline.com/ . Мир солнечной энергетики. Архивировано из оригинала 19 августа 2014 года . Проверено 16 августа 2014 г.

[103] «Южнокорейские предприятия прекращают или сокращают бизнес по производству тонких пленок» . OfWeek.com/. 17 июля 2014. Архивировано из оригинала 29 мая 2015 года . Проверено 29 мая 2015 г.

[104] «Годовой отчет 2014» . МЭА-ПВПС. 21 мая 2015 г. стр. 49, 78. Samsung SDI решила прекратить производство тонкопленочных фотоэлектрических модулей CIGS. Hanergy: Таблица 3 на стр. 49.

[105] Solar-frontier.com - Пресс-релиз Solar Frontier построит завод солнечных модулей мощностью 150 МВт и 150 МВт в СНГ в Тохоку, Япония , 19 декабря 2013 г.

[106] «Крупнейшая солнечная ферма в Австралии открывается в Нингане, западный Новый Южный Уэльс» . ABC.net.au. 18 апреля 2015 г.

[107] Перальта, Эйдер. (7 апреля 2011 г.) GE раскрывает планы строительства крупнейшего завода по производству солнечных панелей в США: двустороннее движение . ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР. Проверено 5 мая 2011 г.

[108] PVTECH.org First Solar покупает тонкопленочную интеллектуальную собственность GE CdTe и формирует деловое партнерство , 6 августа 2013 г.

[109] Раабе, Стив; Яффе, Марк (4 ноября 2012 г.). «Обанкротившаяся компания Abound Solar из Колорадо продолжает жить как политический футбол» . Денвер Пост .

[110] «Конец наступает для ECD Solar» . ГринтехМедиа . 14 февраля 2012 г.

[111] «Oerlikon продает свой солнечный бизнес и судьба фотоэлектрических систем из аморфного кремния» . ГррентехМедиа . 2 марта 2012 г.

[112] «Покойся с миром: список умерших солнечных компаний» . ГринТехМедиа . 6 апреля 2013 года . Проверено 30 июля 2015 г.

[113] «NovaSolar, ранее называвшаяся OptiSolar, оставляет дымящийся кратер во Фремонте» . ГринТехМедиа . 24 февраля 2012 года . Проверено 30 июля 2015 г.

[114] «Китайская дочерняя компания Suntech Power объявляет о банкротстве» . Нью-Йорк Таймс . 20 марта 2013 г.

[Bloomberg-115] «Suntech ищет новые деньги после банкротства в Китае, говорит ликвидатор» . Блумберг. 29 апреля 2014 г.

[116] «Индекс цен на спотовом рынке солнечных фотоэлектрических модулей PVX» . СоларСервер. 20 июня 2014. Архивировано из оригинала 29 августа 2014 года . Проверено 30 июля 2015 г.

[117] «0,38 евро к доллару США - Обменный курс евро к доллару США» . www.xe.com .

[118] «Тонкопленочные солнечные панели | Американское общество солнечной энергии» .

[119] «Плюсы и минусы металлической кровли для вашего дома» .

[roofingcalc.com-120] Перейти обратно: ^а ^б «Солнечные панели против тонкопленочных ламинатов: стоимость, плюсы и минусы, лучшие бренды» . 19 января 2022 г.

[121] Цвайбель, Кен (сентябрь 1995 г.). «Тонкие пленки: прошлое, настоящее, будущее» . Прогресс в фотоэлектрической энергетике: исследования и приложения . 3 (5): 279–293. дои : 10.1002/pip.4670030503 .

[122] «Консорциум ускорителей теллурида кадмия» . www.nrel.gov . Проверено 6 апреля 2023 г.

[:11-123] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Джордан, Дирк К.; Курц, Сара Р. (июнь 2012 г.). «Скорость фотоэлектрической деградации — аналитический обзор» (PDF) . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) .

[:5-124] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Мутери, Винченцо; Селлура, Маурицио; Курто, Доменико; Францитта, Винченцо; Лонго, Соня; Мистретта, Марина; Паризи, Мария Лаура (январь 2020 г.). «Обзор оценки жизненного цикла солнечных фотоэлектрических панелей» . Энергии . 13 (1): 252. дои : 10.3390/en13010252 . hdl : 10447/392647 . ISSN 1996-1073 .

[:132-125] «Солнечный элемент толщиной с бумагу может превратить любую поверхность в источник энергии» . Новости Массачусетского технологического института | Массачусетский технологический институт . 9 декабря 2022 . Проверено 5 апреля 2023 г.

[126] «Солнечная – 10 предсказаний на 2022 год» . БлумбергНЕФ . 26 января 2022 г. . Проверено 4 апреля 2023 г.

[:17-127] Перейти обратно: ^а ^б Бабайигит, Аслихан; Этираджан, Анита; Мюллер, Марк; Конингс, Берт (24 февраля 2016 г.). «Токсичность металлогалогенидных перовскитных солнечных элементов» . Природные материалы . 15 (3): 247–251. Бибкод : 2016NatMa..15..247B . дои : 10.1038/nmat4572 . hdl : 2268/195044 . ISSN 1476-4660 . ПМИД 26906955 .

[128] «Подробная информация о безопасности тонкой пленки CdTe компании First Solar» . www.greentechmedia.com . Проверено 5 апреля 2023 г.

[:15-129] Фтенакис, В.М.; Московиц, П. Д. (21 марта 1995 г.). «Тонкопленочные фотоэлектрические элементы: проблемы здоровья и окружающей среды при их производстве, использовании и утилизации». Прогресс в фотоэлектрической энергетике: исследования и приложения . 3 (5): 295–306. дои : 10.1002/pip.4670030504 .

[:16-130] МОСКОВИЦ, ПОЛ Д. (23 февраля 2007 г.). «ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ, ЗДОРОВЬЯ И БЕЗОПАСНОСТИ, СВЯЗАННЫЕ С ПРОИЗВОДСТВОМ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МОДУЛЕЙ CdTe». Международный журнал солнечной энергии . 12 (1–4): 259–281. дои : 10.1080/01425919208909767 . ISSN 1992-1993 гг .

[131] Бурхарт-Король, Дорота; Пустейовская, Павлина; Блаут, Агата; Юрсова, Симона; Король, Ежи (1 ноября 2018 г.). «Сравнительная оценка жизненного цикла существующих и будущих систем производства электроэнергии в Чехии и Польше» . Международный журнал оценки жизненного цикла . 23 (11): 2165–2177. Бибкод : 2018IJLCA..23.2165B . дои : 10.1007/s11367-018-1450-z . hdl : 10084/132821 . ISSN 1614-7502 . S2CID 116189232 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]

[ 30 ]

[ 31 ]

[ 32 ]

[ 33 ]

[ 34 ]

[ 35 ]

[ 36 ]

[ 37 ]

[ 38 ]

[ 39 ]

[ 40 ]

[ 41 ]

[ 42 ]

[ 43 ]

[ 44 ]

[ 45 ]

[ 46 ]

[ 47 ]

[ 48 ]

[ 49 ]

[ 50 ]

[ 51 ]

[ 52 ]

[ 53 ]

[ 54 ]

[ 55 ]

[ 56 ]

[ 57 ]

[ 58 ]

[ 59 ]

[ 60 ]

[ 61 ]

[ 62 ]

[ 63 ]

[ 64 ]

[ 65 ]

[ 66 ]

[ 67 ]

[ 68 ]

[ 69 ]

[ 70 ]

[ 71 ]

[ 72 ]

[ 73 ]

[ 74 ]

[ 75 ]

[ 76 ]

[ 77 ]

[ 78 ]

[ 79 ]

[ 80 ]

[ 81 ]

[ 82 ]

[ 83 ]

[ 84 ]

[ 85 ]

[ 86 ]

[ 87 ]

[ 88 ]

[ 89 ]

[ 90 ]

[ 91 ]

[ 92 ]

[ 93 ]

[ 94 ]

[ 95 ]

[ 96 ]

[ 97 ]

[ 98 ]

[ 99 ]

[ 100 ]