Что такое тонкоплёночная солнечная панель: технологии, КПД и отличие от гибкой

Тонкоплёночная солнечная панель - это панель, в которой фотоактивный слой толщиной 1–10 микрометров напылён на подложку из стекла, металла или полимера. Кристаллические панели вместо этого используют пластины кремния толщиной 150–200 микрометров, поэтому тонкоплёночные легче в 3–5 раз на квадратный метр и могут гнуться. КПД серийных тонкоплёночных модулей - от 6% у аморфного кремния до 19% у теллурида кадмия, против 20–23% у монокристаллических. Срок службы - 10–20 лет против 25–30 лет у кристаллических. Основные материалы: теллурид кадмия, аморфный кремний, селенид меди-индия-галлия и арсенид галлия.

Ниже - сравнение с кристаллическими панелями, разбор материалов и разграничение тонкоплёночных и гибких панелей, которые часто путают.

Тонкоплёночная и гибкая - это не одно и то же

Тонкоплёночная и гибкая панель - разные классификации, и их часто путают.

Тонкоплёночная - это про технологию. Фотоактивный слой толщиной от 1 до 10 микрометров напыляется на подложку из стекла, металла или полимера. Для сравнения: в кристаллических панелях используются пластины кремния толщиной 150–200 микрометров, то есть в десятки раз толще.

Гибкая - это про конструкцию. Панель гнётся, потому что собрана на эластичной подложке без стеклянного покрытия и алюминиевой рамы.

Пересечение есть, но совпадения нет. Большинство тонкоплёночных панелей действительно гибкие, однако гибкой может быть и кристаллическая панель: тонкий монокристаллический элемент помещают на полимерную подложку и получают конструкцию, которая гнётся, сохраняя КПД кристаллической технологии. Именно так устроены гибкие панели EcoFlow - это монокристаллический кремний на гибкой основе, а не тонкоплёночная технология.

Чем тонкоплёночные панели отличаются от монокристаллических и поликристаллических

Тонкопленочные и традиционные фотоэлектрические солнечные панели производят энергию, когда полупроводники внутри них взаимодействуют с электромагнитным излучением, исходящим от солнца, чтобы высвободить электроны. Последние, в свою очередь, формируют постоянный электрический ток. Но разница заключается в полупроводниковых материалах, из которых сделаны такие панели.

Главный практический вывод: тонкоплёночная панель выигрывает по весу и по поведению в жару и в пасмурную погоду, а проигрывает по КПД и сроку службы. Поэтому её ставят там, где нельзя разместить жёсткую конструкцию, а не там, где нужно максимум энергии с площади.

Из чего делают тонкоплёночные панели и какой материал эффективнее

Для производства тонкопленочных солнечных панелей могут использоваться разные материалы. Однако самыми распространенными можно считать следующие:

Где применяют тонкоплёночные панели и когда они выгоднее жёстких

Тонкопленочные солнечные панели чаще всего хороши для использования на нестандартных поверхностях, где традиционные жесткие панели попросту не смогут работать. Необходимость в гибкой солнечной панели может возникнуть, например, когда вы обустраиваете свой дом на колесах для путешествий. Ввиду небольшой площади крыши хочется задействовать максимум ее поверхности, а зачастую она неровная.

Гибкие панели EcoFlow сделаны не по тонкоплёночной технологии. В них используется монокристаллический кремний на гибкой полимерной подложке: конструкция гнётся и весит немного, но КПД остаётся кристаллическим - 23% против 6–19% у тонкоплёночных модулей. Практический смысл в том, что гибкость достаётся без потери выработки: панель на 100 Вт даёт свои 100 Вт, а не эквивалент по площади.

Такая панель размещается на изогнутой крыше автодома, на лобовом стекле, на тенте или на палатке; крепёжный хомут позволяет подвесить её вертикально, например на ветке. Если панель ставится стационарно на ровную крышу и вес не критичен, выгоднее жёсткая модель: она прослужит 25–30 лет против 10–20 у панелей на гибкой подложке.

Тонкие солнечные панели - отличный вариант для ситуаций, когда гибкость и легкий вес являются наиболее важными факторами при выборе панели. Тем не менее, не стоит забывать, что такая разновидность моделей уступает традиционным в эффективности и имеет меньший срок эксплуатации, поэтому не следует выбирать их для стационарной установки. Ориентируйтесь на то, как и где вы планируете использовать солнечную панель. Модельный ряд солнечных панелей от EcoFlow позволит вам подобрать отличную жесткую или портативную гибкую панель под ваши нужды.

В чём тонкоплёночные панели выигрывают у кристаллических

У тонкоплёночных панелей есть три преимущества, не связанных с гибкостью.

Меньше теряют в жару. КПД любой панели падает при нагреве, но у тонкоплёночных температурный коэффициент составляет около −0,20…−0,25% на градус против −0,35…−0,45% у кристаллических. В жаркий день на разогретой до 60 градусов поверхности разрыв в реальной выработке сокращается вдвое по сравнению с паспортными значениями.

Лучше работают в рассеянном свете. В пасмурную погоду, в тени и на рассвете тонкоплёночные модули сохраняют выработку заметно лучше кристаллических - сказывается более широкий спектральный отклик.

Легче в пересчёте на площадь. 2–4 кг на квадратный метр против 11–12 кг у панели в раме со стеклом. Для крыши автодома, тента или каркасной конструкции это часто решающий параметр: несущая способность ограничивает не мощность, а вес.

Сколько служит тонкоплёночная панель

Выбор между тонкоплёночной и кристаллической панелью решается не эффективностью, а условиями установки. Если поверхность ровная, есть запас по площади и панель ставится стационарно - берите кристаллическую: выше КПД, срок службы 25–30 лет вместо 10–20. Если поверхность изогнутая, ограничена несущая способность или панель нужно возить и складывать - важнее вес 2–4 кг на квадратный метр и способность гнуться. Отдельно стоит вариант, закрывающий обе задачи: монокристаллический элемент на гибкой подложке, где гибкость получена без падения КПД.

Частые вопросы