2013年7月中旬、シチリア島の西部の山の文明から遠く離れた栄光の街エリチェで、最も好奇心が強い科学学校Nanostructures for Optics and Photonics（またはNanos-Structures for Optics and Photonics）が開催されました。 偶然の報告の1つは、カールスルーエ工科大学（KIT）のUli Lemmer教授が発表した有機光起電力でした。
それでは、「代替」太陽光発電であるかどうか？
はじめに
数か月前、 グラッツェルの太陽電池に関するre敬の念のある記事が公開されましたが、コメントで彼はそのような太陽電池への投資の正当化についての正当な不信と懐疑に会いました。 相手の主な動機は、シリコンに比べてそのような要素のパフォーマンスや有効性の欠如です、と彼らは言う、 EROIは本当に悪い 。 いくつかの推定値がまとめられてWikiに表示されますが、これは病院の平均気温のようなものです。 したがって、レマー教授によって提示されたデータに基づいて、「代替」について、または、もしそうなら、シリコン太陽光発電ではなく、もう少し詳しくお話したいと思いますが、まず、通常のシリコン電池の数字の世界に飛び込んで、何を理解する必要があります努力する。 そしてこの記事は、シリコン太陽電池の既に確立された市場の概要を提供することを目的としています。
2つの重要な予約をすぐに行いたいです。 第一に、KITは実質的に独自の生産ラインを持つことで有名であり、その上でテクノロジーと前述の教授の意見がしばしば取り入れられます。 第二に、EUは開発を多様化し、これは多くのフレームワークプログラムに組み込まれています。 これはどういう意味ですか？ つまり、効率が5％の太陽電池を開発したとしても、当然のことながら5％が理論上の（熱力学的な）制限でない限り、研究を続けるための資金を得ることができます。
そして最後に、ナレーション中に何らかの方法でこれについて常に言及します：投資コストは€/ Wで、これは2つの方法で削減できます-生産コストの削減またはソーラーパネルの効率の向上。
結晶シリコンの後に光はありますか？
Habréに関する最もバランスの取れたレビューの1つはBarsMonsterによって作成されたものであると考えているため、このトピックについては長らく説明しません。
それでは、「従来の」太陽光発電と比較した場合の「代替」太陽光発電とは何ですか？ または、既知の太陽電池を世代に分解する方法は？ それは非常に簡単です：
- 結晶シリコンに基づく太陽電池（EFG-Edge Defined Film Feeded Growth、RGS-Ribbon Growth on Substrate）。 最も古いのは、石器時代と言えます。 最初の開発は、マイクロプロセッサ技術の時代の夜明け-60年代の終わり、70年代の始まりに起因する可能性があります。
ちょっとした理論EFG太陽電池パネルの典型的な特性はこちらにあります 。
太陽電池の材料の分類は次のとおりです。 はい、完全に完了しているわけではありませんが、鉱石段階から材料を入手するプロセスについて説明しています。
- アモルファスシリコン、シリコンフィルム、環境的に「安全でない」が、現在はカドミウムとテルルに基づいて集中的に生産されているさまざまなバージョンの薄膜太陽電池。 シリコン製品と一緒に開発の推進力を得ましたが、80年代後半から90年代前半にかけて、10％の効率の壁を越えました。
- DSSC（増感太陽電池またはHratzelの太陽電池habrahabr.ru/post/192468 ）、タンデム太陽電池を含む柔軟な有機電池（オリゴマーおよびポリマーに基づく）、異様な亜種を含む代替の太陽光発電-太陽電池量子ドット（半導体のナノスケール粒子）に基づく要素。
太陽光発電は完全ではありませんが、明確です。 出所
そして、論理的な質問は次のとおりです。それでは、この代替太陽光発電の場所はどこですか？ 既に述べたように、2つのパラメーターを念頭に置いておく必要があります。効率と生産コストです。これにより、このようなバッテリーで生成される電気のコストを€/ W削減できます。 下のグラフからわかるように、結晶シリコンはおそらくあらゆる点で太陽電池の最も有望な材料です。 特に長期的には、その投資価値を1ワットあたり50セント以下に減らすことができます。 ただし、このような高純度または「ソーラー」シリコンを入手することは、環境リスクが非常に高く、EUと米国が特に切望していることに注意する必要があります。 そうそう、5分後、テルル化カドミウム、CdTe、電池の生産が成長しているという皮肉な笑顔で言われます-逆説ですが、グリーンピースの良心と生産国の管理に任せましょう...
短期、中期、長期におけるさまざまなタイプの太陽電池の投資の有効性と価値の評価。
もちろん、今日ではアモルファスシリコン（生産は安く、「深刻な化学」を必要としない）でさえ、コストがかかり、結晶類似物に匹敵しますが、それでも一部のtidbit市場セグメントで競争するには十分な効率がありません。 しかし、この図で興味深いのは、非シリコン太陽電池の初期投資コストがはるかに低く、それに応じて支援を受けた電気のコストが低いことです。 これは、研究者や投資家に将来、ロールツーロール（新聞の印刷方法を読む）などのプロセスを使用することで、こうした要素の生産コストを大幅に削減できるという希望を与えます。 しかし、代替案に専念する第2部でそれについて説明します。
第一世代の太陽電池の例-多結晶シリコン
しかし、これはすべてではありません。柔軟な太陽電池の場合は、それらのほとんどが代替グループにあり、多くの潜在的なアプリケーションがあります。天気の良い日（ たとえば ）に携帯電話を充電するスマートな服からテントや日除けまで、自然の中で小さなやかんを養うことができます。
第二世代のソーラーパネル
特定の動作条件（いわばフィールド）を考えると、モバイル機器のすべての主要メーカーがスマートフォンやウルトラブックの厚さを減らしてバッテリー寿命を低下させたいという要望も考慮に入れて、この市場セグメントは非常に迅速に撃つことができることに同意する必要があります。
しかし、未来の楽園についての空想から、私たちの罪深い地球、より正確には、伝統的な太陽電池に戻りましょう。
現代の太陽エネルギー市場の状態。
第一世代の太陽電池のいくつかのより正確な数字については、子どもたちにも理解できる絵の形で提示されました。
従来の太陽電池の公称パラメータ
同時に、54 Wモジュールのコストは通常60ユーロを超えず、1 kWhのエネルギーを受け取るごとに消費者のコストは50セント未満になります。 耐用年数は非常に長く、通常は数十年です（25〜30年が標準です）。異常なことが起こらない限り、洪水、ハリケーン、ロシアのエピファニー霜など さて、バッテリーは分解され、リサイクルされ、新しいバッテリーが作られます。
次に、いくつかの統計を提供したいと思います。 もちろん、単結晶および多結晶電池のシェアは巨大で、合計で市場の90％を消費していますが、CdTe電池（生態学者-ハハ）のシェアが2000年代の初めからどのように成長しているか、他の技術がゆっくりと確実に芽生え始めていることを見てください、代替タイプの太陽光発電（この場合は他としてマークされている）を含みます。 そしてこれはすべて、科学の輪にお金が水を注ぐような経済成長の太った年ではなく、今やEUと米国で不況が進行中の目の前に起こります。
さまざまな種類の電池の太陽エネルギー市場シェア
さて、Wikiで提供されているデータと比較できます-良い偶然です：
どこで何が生産され、配送されますか？
もちろん、有名なジョークのように、すでに推測できます：
「 -地球上で最も人気のある3つの単語は何ですか？
-平和、労働、5月
「いいえ、中国製 」太陽電池の生産の大部分は中国に集中しており、2011年現在、その年に製造されたすべてのモジュールの半数以上が中国製です。
第一世代の太陽電池の年間生産
完成品の主な消費者は、奇妙なことに、母なるヨーロッパです。 欧州諸国の中で、ドイツは議論の余地のないリーダーであり、その後、イタリアは太陽を普遍的なエネルギー源として使用する時代に落ち込もうとしています。これは概して、好ましい気候によるものです。 たとえば、学校が開催されたシチリアでは、風車が有利です。
また、たとえば、気候が太陽エネルギーの開発を好むスペインのシェアは、2008年以降、太陽電池の設置容量を実質的に増加させていないが、中国でさえ同じ期間にこのパラメーターを大幅に増加させたことに注意したい。
第一世代の太陽電池の総設置容量
EUのドイツは代替エネルギー源、特に過去7年間の太陽光発電の最も重要な消費国であるため、モジュール価格の下落の程度を評価することが可能です。 したがって、屋根に取り付けられたシステムの平均小売価格がピーク電力1 kWあたり約5,100ユーロであった場合、2013年の第2四半期には1,700ユーロに落ちました。 7年で3回！ 良い結果であることに注意してください。
2008年の第4四半期にも注目したいと思います。 危機は米国で燃え上がっており、銀行はEUで閉鎖されています。企業は閉鎖され、船舶は償却され、銀行にはお金がないため、価格は2008年第4四半期のレベルに留まり、どこにも動かないように思われます。 しかし、それはまったく逆であり、危機が始まってから1年後、価格は30％低下し、kWあたり3,000ユーロ未満になりました。
VATはドイツの連邦州間でも変動する可能性があるため、過去7年間のVATを除くユーロでのピーク電力のkWのコスト
そして結論として、このようなシリコン太陽電池によって生成される電気のコストの計算を提示したいと思います。 ソーラーパネルの上記の金額を取得した場合、ソーラーパネルの寿命は20年、年間コスト5％（たとえば、ローンの利息4％、バッテリー自体の保守費用の1％）であり、kWあたりの発電電力の次の分布を取得します* h：
ソーラーパネルによって生成された電力のコスト（kWhあたりのセント）：水平-領域の平均照明度、垂直-ソーラーパネルの市場価値（ピーク電力のkWあたりのドル）（ ソース ）
中間結論
最後に何がありますか？ 現時点では、シリコンの「古典的な」太陽エネルギーの市場が形成されており、結晶シリコンのシェアは90％以上であり、その主要プレーヤー（主に中国、EU、日本、米国）を絞ることは困難です。
目的は何ですか、またなぜ州は太陽エネルギープログラムに「寄付」するのですか？ その理由は非常に透明です：エネルギー消費の構造を可能な限り多様化し、技術を開発し、場合によっては（たとえばドイツ）、近隣地域（特にロシアから）からの輸出の依存度を減らします。
これらの条件で、最初に言及した「代替」タイプの太陽電池をどのように生かして開発するのでしょうか？ 多結晶シリコンの影に場所はありますか？ それとも、何ももたらさないこの甘やかしさはすべてありますか？ 現在開発中の技術のプリズムを通して答えを出そうとします。
そして、私たちのヒーローはこれにどのように対処しますか？
2枚目の写真を見るためにすべて！
時々あなたは簡単に読むことができ、時には私のTelegramチャンネルの科学技術のニュースについてそれほど多くは読みません-私たちはあなたに尋ねます;）