Přidat EnviWeb k oblíbeným odkazům
RSS kanályMobilní verze EnviWeb.cz

Aplikace laseru ve fotovoltaice: slibná budoucnost

15.03.2011  |  zdroj: Technik  |  139× přečteno      vytisknout článek

Aplikace laseru ve fotovoltaice: slibná budoucnost

Výroba solárních článků pro fotovoltaiku ve velkém stupni závisí na laserové technologii. Pokrok v laserech se do ní promítá a tento vliv v blízké budoucnosti ještě zesílí.

Alespoň podle vyjádření ředitele marketingu americké společnosti Coherent Inc., dr. Finlaye Colvillea. Jedná se o firmu, která se aplikacemi laseru při využívání sluneční energie intenzivně zabývá.

Solární články versus tenkovrstvové moduly

Ve fotovoltaice, respektive ve výrobě solárních článků, je nutno rozlišovat mezi dvěma skupinami technologií, které se rozvíjejí s nestejnou dynamikou a v nichž se uplatňují různé laserové aplikace. Jednu skupinu tvoří krystalické solární články, druhou tenkovrstvové moduly (složené ovšem z článků). Devět z deseti solárních panelů, které se dnes produkují, se vyrábí na bázi křemíku. Obě skupiny technologií se vyvíjejí, obě mohou uplatnit lasery, nicméně větší růstový potenciál mají krystalické články.

Aplikace laserů ve fotovoltaice byla donedávna dosti slabá. Zčásti je to dáno skutečností, že lasery vstoupily do fotovoltaiky poměrně pozdě. Ale když se stále markantněji ukazovaly možnosti laseru a když se začala provádět ekonomická porovnání, bylo logické, že budoucnost zde patří laserům.

Zatím však se ve světovém měřítku prodává několik tisíc laserových zařízení pro fotovoltaiku, což není mnoho ve srovnání s tím, jakou expanzi toto odvětví a využívání sluneční energie vůbec zažívá.

Je to však paradoxně zčásti dáno i vlastnostmi laseru - výrobce fotovoltaických zařízení potřebuje ke zhotovení určitého velkého množství článků nebo tenkovrstvových modulů řadu strojů a zařízení, zatímco když má laser, ten mu vykoná práci u všech výrobků procházejících výrobní linkou. Laserové přístroje jsou samozřejmě v zásadě dražší než běžná technika ve fotovoltaice používaná, ale není jich zase zapotřebí tolik.

Laser jako hnací motor, i spása

Dá se nicméně očekávat, že s dalším rozvojem fotovoltaiky, která i v krizovém období roste minimálně o čtvrtinu ročně, se bude laserů instalovat stále více. Už dnes vypadá situace na trhu laserů pro fotovoltaiku tak, že poptávka významně převyšuje nabídku, a současné desetiletí bude znamenat velký průnik laserů do této oblasti techniky a průmyslu. Doba, kdy každá výrobní linka ve fotovoltaických výrobnách bude vybavena minimálně jedním či dvěma lasery, je bezprostředně za dveřmi, je přesvědčen pan Colville. Bude tomu hlavně tam, kde půjde o izolaci ploch stran-stěn tenkých křemíkových plátků. Výzkum a vývoj ve firmě Coherent a jinde v tomto směru je velmi intenzivní.

Pokrok se dá očekávat i na úseku samotných křemíkových plátků. Jejich výroba je dnes velmi drahá a to brzdí rozmach výroby krystalických článků. V současnosti se jedná o vrstvy v tloušťce 200 mikrometrůetrů, zhruba do pěti let by pak měly existovat plátky tenké jen 100 mikrometrůetrů, což by mělo znamenat, že kromě zmenšení tloušťky materiálu "zeštíhlí" také cena. Výhledově by v přepočtu na 1 watt vyprodukované energie ze slunce neměla překročit 1 dolar.

Na druhé straně je nutno počítat s tím, že tenčí křemíkové plátky budou křehčí, budou se možná více lámat a bude nutno s nimi velice opatrně zacházet, což ovšem výrobní náklady může o něco zvednout. Nicméně zde je nadějí právě laser, protože jeho aplikace povede k tomu, že na ozařovaném materiálu bude vznikat jenom minimální počet minitrhlin.

Během současného desetiletí se podíl tenkovrstvových modulů oproti současnosti zvýší, a to zhruba na pětinu. To představuje citelný růst, uvědomíme-li si, že zhruba před pěti lety nepřesáhl jejich podíl na celkové výrobě článků a modulů 7 %. I v budoucnu však bude dominovat výroba krystalických křemíkových článků.

Parametry laseru a výhody pro fotovoltaiku při izolaci stěn plátků

Poznámka: uvažováno pro případ použití pevnolátkového laseru s diodovou pumpou

Parametry laseru: Výhody pro výrobce fotovoltaiky:

Pevnolátkový laser "Zelený" výrobní nástroj (= vhodný

s diodovou pumpou z hlediska ochrany životního prostředí)

Nízké provozní náklady Minimalizace výrobních nákladů

Celosvětový servis Snížení prostojů na minimum

Rychlost výroby Špičkový výkon, efektivní využití materiálu

Vysoká opakovatelnost úkonů Dokonalé využití výrobního času

Krátká vlnová délka Rychlá adsorpce v Si, redukce mikrotrhlin

Vysoká průřezní schopnost Vysoká produktivita

(Pramen: Industrial Laser - Europe 2009)


Izolace bočních stěn-stran plátků laserem

Solární moduly se skládají buď z křemíkových plátků anebo z tenkých vrstev, jež se obvykle nanášejí na velké skleněné plochy nastavené tak, aby zachytávaly sluneční záření. Základem obou jsou přirozeně solární články. Oba typy "lapačů slunce" fungují na stejném principu: sluneční světlo se po svém zachycení v článcích, respektive ve vrstvě, fotovoltaickým efektem transformuje v elektřinu. Efektivnost této výroby proudu je dána tím, jakého materiálu je k výrobě článků či vrstev použito, Udává se obvykle účinnost 6 až 10 % u tenkovrstvových článků a 14 až 20 % u samostatných křemíkových článků.

Pokud jde o produkci článků pro tenkovrstvové plochy, dochází zde k tzv. strukturaci ("patterning"), která spočívá v tom, že velké plochy se oddělí a pak se mezi sebou propojí. Takto vzniknou tenké pásy článků, jejichž výchozí napětí se pak po délce modulu sčítá. Toto je budoucí aplikační pole pro laser.

Větší pole pro aplikaci laseru je však během výroby křemíkových článků, kde se jej dá využít pro tzv. izolaci bočních stran plátků. To je proces, při kterém je přední a zadní strana tenkého křemíkového plátku elektricky izolována. Dosud používaný postup způsoboval ztrátu, která snižovala celkovou účinnost článku. Aby se toto odstranilo, je zapotřebí hrany elektricky izolovat. Zatím se toto provádí buď mořením (plazmaticky anebo "mokrou", chemickou cestou), ale je možno to provádět rovněž laserem, který do strany plátku vyryje úzkou rýhu, čímž je dosaženo žádoucí izolace.


Související články


Poslední diskuse k článku - 0 příspěvků celkem

přidej nový příspěvek

Zatím žádný příspěvek
můžete na tento článek reagovat jako první...


EnviWeb s.r.o. neručí a nenese zodpovědnost za obsah diskusních příspěvků, diskuse nemoderuje ani nerediguje. Diskusní příspěvky vyjadřují názor jejich autorů. EnviWeb s.r.o. si vyhrazuje právo odstraňovat diskusní příspěvky, a to zejména takové, které odporují dobrým mravům, porušují platné zákony ČR, poškozují dobré jméno serveru nebo obsahují neplacenou reklamu. Diskuse NEJSOU určeny pro dotazy na autory článků nebo redaktory EnviWebu.



Search
Partneři
RENARDS dotační, s.r.o.
ZmapujTo.cz
Fandíme EnviWebu
Výrobky a služby pro životní prostředí
Výrobky a služby pro životní prostředí
Partnerské časopisy
<< Předchozí Následující >>



Doporučujeme: Ekologove.cz - ekologie v každodenní praxi, EnviMarket.cz - nabídka výrobků a služeb, ZmapujTo.cz - hlášení podnětů od občanů, Nazeleno.cz - úspory energie, Inspirace v bydlení, Cena elektřiny, Dřevěné brikety, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo


Enviweb s.r.o. využívá zpravodajství ČTK, jehož obsah je chráněn autorským zákonem.
Přepis, šíření či další zpřístupňování tohoto obsahu či jeho části veřejnosti,a to jakýmkoliv způsobem, je bez předchozího souhlasu ČTK výslovně zakázáno.
Copyright (2008) The Associated Press (AP) - všechna práva vyhrazena. Materiály agentury AP nesmí být dále publikovány, vysílány, přepisovány nebo redistribuovány.
Toplist