Vékonyrétegű napelem

A vékonyrétegű napelem nevéből kiderül, hogy néhány vékony rétegből áll, amik a nanométertől a mikrométerig terjedhetnek. A félvezető réteget kémiai vagy fizikai lecsapatással hordozzák fel a közvetítő felületre — jelen esetben a szilíciumot felgőzölik a közvetítő felületre. A napelemek második generációját képviseli. Másik gyakran használatos neve az amorf szilícium napelem.

A vékonyrétegű napelem rugalmas, könnyű és sokoldalú alternatívát kínál a hagyományos szilícium alapú napelemekkel szemben. Olyan szokatlan felületekre is integrálható, mint az épület homlokzatai, ablakai vagy a dinamikusan növekvő úszó napelemrendszerek. Új lehetőségeket nyit meg, és segít leküzdeni azokat az akadályokat, amelyek eddig korlátozták a napenergia szélesebb körű elterjedését.

Sivatagi, illetve meleg égövi tájakon jobban teljesítenek, mint a kristályos technológiák, mivel a hőmérséklet emelkedésére kevésbé érzékenyek. Kelet-nyugati irányú tetőn is jobban teljesíthet, mert a beesési szög változására kevésbé érzékeny. Méretükből adódóan ablaküvegbe beépítve, épület homlokzatokon és úszó napelemrendszerekben is jól használható. Trópusi területeken gazdaságosabban lehetne használni.

A vékonyréteg a hőmérséklet emelkedésre kevésbé érzékeny, ezért a teljesítménye is kevésbé romlik. A beesési szög változására is kevésbé érzékeny. Méretükből adódóan bizonyos felhasználási területek számára jobban kedvez (pl. ablaküvegbe beépítve). Hajlékony anyagú, és olcsóbb lehet az előállítási költsége. Nyersanyaga nagy mennyiségben áll rendelkezésre, ezért a gyártási költségek alacsonyan tarthatóak.

A teljesítménye hőmérsékletcsökkenés esetén elmarad a kristályos típusokétól, így Közép- és Kelet-Európa éghajlatán a különbségek kiegyenlítődnek. Hatásfokuk átlagosan mindössze 6–8%, ezért jóval nagyobb felület szükséges a kristályos panelekkel való versenyhez. Ez nemcsak helyigényesebbé, hanem költségesebbé is teszi a telepítést, hiszen több rögzítési pontra van szükség. Élettartama általában rövidebb, és a gyártók is jellemzően rövidebb garanciát vállalnak ezekre a rendszerekre.

Három fő típus létezik: amorf szilícium és mikromorf szilícium (hatékonysága 5–8%), kadmium-tellurid technológia (hatékonysága 7–10%), valamint réz-indium-gallium-diszelenid és réz-indium-diszelenid (hatékonysága 9–12%).

A vékonyrétegű napelemek hatásfoka átlagosan mindössze 6–8%. Típusonként: amorf és mikromorf szilícium 5–8%, kadmium-tellurid 7–10%, réz-indium-gallium-diszelenid és réz-indium-diszelenid 9–12%.

Hazánkban az előnyeit kioltja az alacsony hőmérséklet esetén lecsökkenő teljesítménye. Ezért nem terjed el számottevően hazánkban és Közép-Kelet-Európában. A trópusi területeken gazdaságosabban lehetne használni, de azok a piacok még kis mértékben használnak napelemeket.

A félvezető réteget kémiai vagy fizikai lecsapatással hordozzák fel a közvetítő felületre. Jelen esetben a szilíciumot felgőzölik a közvetítő felületre. Az amorf szilícium típusnál a szilíciumról kémiai reakció során leválasztják a hidrogént, és ez lerakódik az üvegre — szilán gázból állítják elő. A kadmium-tellurid technológiánál nagy hőfokú porlasztással készítik a napelemeket.

A vékonyréteg a hőmérséklet emelkedésére kevésbé érzékeny, ezért a teljesítménye is kevésbé romlik. Forró időjárás esetében a felhevüléskor nem csökken a teljesítménye a kristályos napelemekhez képest. Ezért sivatagi, meleg égövi és trópusi területeken jobban teljesít, mint a kristályos technológiák.

A vékonyrétegű napelemek élettartama általában rövidebb, mint a kristályos típusoké, és a gyártók is jellemzően rövidebb garanciát vállalnak ezekre a rendszerekre.

A vékonyrétegű napelem másik, gyakran használatos neve az amorf szilícium napelem. A félvezető réteg a szilícium, amiről kémiai reakció során leválasztják a hidrogént. Ez lerakódik az üvegre, szilán gázból állítják elő. Hatékonysága 5–8%. Sok gyártó vágott bele a fejlesztésébe és gyártásába, ezért várhatóak a közeljövőben újítások.

A vékonyrétegű napelem kevésbé érzékeny a beesési szög változására, vagyis a kelet-nyugati irányú tetőn jobban teljesíthet, mint a kristályos technológiák.

Sokat ígérő technológia a jövőt tekintve, mert komoly fejlesztéseket hajtottak végre a gyártók ezen a területen. Viszonylag magas hatékonyságot, 9–12%-ot lehet elérni. Egyelőre nagyon drága az előállítási költségek miatt.