Сучасний стан і перспективні напрями розвитку технологій виробництва геліопанелей

Abstract

UA: У статті виконано докладний огляд існуючих технологій виробництва складників сонячних панелей – фотоелементів, що входять до складу сонячних електростанцій. Визначено їхні переваги і недоліки та методи підвищення енергетичної ефективності, надійності відповідно до загальноприйнятої класифікації, яка включає три покоління – від класичних моно- та полікристалічних фотоелементів через тонкоплівкові технології на основі аморфного кремнію, CIGS і CdTe до сучасних ІІІ–V тандемних багатоперехідних фотоелементів, технологій на основі гетерокристалічного кремнію, перовскітних і квантово-точкових фотоелементів, а також проаналізовано сучасні тренди розвитку їх промислового виробництва у світі. Оглянуто питання екологічності технологій і стабільності роботи сонячних елементів. Акцентовано увагу на поступовому зростанні ролі тонкоплівкових технологій та розробленні гнучких фотоелементів, що все частіше використовуються для виробництва електроенергії на поверхнях довільної форми, повторюючи її. EN: The article provides a detailed review of existing technologies for the production of solar panel components – photovoltaic cells that are part of solar power plants. Their advantages and disadvantages and methods of improving energy efficiency and reliability in accordance with the generally accepted classification, which includes three generations, are determined: from classical mono- and polycrystalline photovoltaic cells through thin-film technologies based on amorphous silicon, CIGS and CdTe to modern tandem III-V multijunction photovoltaic cells, technologies based on heterocrystalline silicon, perovskite and quantum dot photovoltaic cells, and analyzed current trends in the development of their industrial production in the world. The paper retrospectively shows the current trend towards the gradual transition of photovoltaic technologies to complex tandem systems combined from several different technologies, as well as to multijunction systems in order to expand the area of maximum efficient operation of the photovoltaic panel in a wider range of the solar radiation spectrum. The issues of environmental friendliness of technologies and stability of solar cells are reviewed. Attention is focused on the gradual increase in the role of thin-film technologies and the development of flexible photovoltaic cells, which are increasingly used to generate electricity on surfaces of arbitrary shape, repeating it. The results of the analysis can be used to optimize the selection of photovoltaic cells in the design of new solar power plants, enhancing their efficiency and reliability. Furthermore, the findings may serve as a foundation for further research in the field of developing innovative materials and structures for solar panels, as well as for the formulation of national strategies for the advancement of renewable energy and environmentally sustainable technologies.