Доля фотовольтаических тонкопленочных элементов на мировом рынке солнечных элементов составляет 20%, а в США – ~44%. По оценкам, общая емкость тонкопленочных фотовольтаических солнечных элементов, произведенных в мире к 2010 г., составит 3700 МВт (в США – 1127 МВт, в Японии – 1312 МВт, в Европе – 793 МВт, в Азии – 472 МВт.

Традиционно для тонкопленочных фотовольтаических (ФВ) элементов используются три материала – селенид медь индий галлия (copper indium gallium deselenide, CIGS), теллурид кадмия (CdTe) и аморфный кремний (a-Si). Доля ФВ рынка для этих материалов растет очень быстро (например, в США от 9,7% в 2003 г. до 44% в 2006 г.). Такой быстрый рост обусловлен в первую очередь активностью американских компаний First Solar (Питтсбург, шт. Огайо) в CdTe элементах и Uni-Solar (шт. Мичиган, США) в элементах из a-Si.

В табл. 1 представлены все компании США, проявляющие активность в области тонкопленочной фотовольтаики.

16 компаний США приступили к разработкам и коммерциализации ФВ изделий на основе a-Si и c-Si тонких пленок. Лидером среди них является компания Uni-Solar, которая в 2006 г. установила солнечных модулей общей электрической мощностью 60 МВт. Затем идет Applied Materials, которая поставляет солнечные модули на основе а-Si/nano-Si. Applied Materials продала в Китай, Индию, Германию, Испанию и Тайвань солнечных модулей на общую электричекую мощность 200 МВт.

Лидер среди поставщиков CdTe ФВ модулей – компания First Solar – имеет производство в США (Питтсбург), недавно запустила производство на новом заводе в Германии и планирует в 2009 г. начать производство на заводе в Малазии. Глобальная цель компании – к 2009 г. «наработать» солнечных элементов общей мощностью 450 МВт. Наращивая мощность производимых солнечных модулей, First Solar непрерывно снижает удельную стоимость генерируемой ими электроэнергии (от 2,94 долл./Вт (6МВт) в 2004 г. до 1,25 долл./Вт (90 МВт) в 2006 г.). Цель компании – достичь 0,70 долл./Вт к 2012 г. Эта цена, вероятнее всего, будет соответствовать т.н. «сетевому паритету», когда стоимость солнечной энергии сравняется со стоимостью энергии, вырабатываемой тепловыми электростанциями.

Пять компаний в мире в настоящее время предлагают коммерческие солнечные элементы на основе CIGS тонких пленок. Это Wurth Solar (Германия), Global Solar (США), Honda (Япония), Showa Shell (Япония) и Sulfurcell (Германия). Емкость производства в этих компаниях находится в диапазоне от 5 до 27 МВт/год. Но еще 34 компании активно разрабатывают тонкопленочную ФВ технологию.

По мере усовершенствования тонкопленочной ФВ технологии солнечные панели на их основе становятся все больших размеров. First Solar совместно с Juwi Solar Германия) устанавливает 40 МВт CdTe солнечную панель (стоимостью 130 млн. евро) в Саксонии (Германия). В настоящее время установлена 6 МВт панель, проект будет завершен полнотью в начале 2009 г. Удельная стоимость вырабатываемой электрической мощности на установленной части системы – 3,25 евро/Вт.

На рисунке – тонкопленочная ФВ солнечная панель емкостью 80 кВт, изготовленная компанией Honda, которая установлена на одном из зданий в Японии.

CIGS тонкопленочная ФВ солненая панель на фасаде здания в Японии

И… совершенно «сногсшибательная» новость от японской компании Sharp: начато строительство 1000 МВт тонкопленочного солнечного хозяйства в Японии со сроком завершения в 2010 г.

Автор – С.Т.К.

По материалам статьи Bolko von Roedern и Harin S. Ullal в февральском выпуске журнала Solid State Technology, 2008 г.