Промышленные технологии фотоэнергетики и возможные пути их развития в России (обзор). Ч. 1. Общие подходы к созданию ФЭП и базовые кремниевые технологии

摘要

Рассмотрены состояние и ключевые направления развития основных технологий производства фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) в мире, обсуждены их достоинства и недостатки. В первой части обзора дана краткая информация о развитии фотоэлектрической энергетики в мире и планах создания солнечных электростанций в России. Суммарная мощность действующих в различных странах мира фотоэлектрических установок в 2015 г. превысила 150 ГВт и в последние 10 лет наращивалась с темпом около 50% в год. В России приняты важные государственные решения по поддержке развития возобновляемой энергетики и привлекательные для бизнеса механизмы стимулирования строительства в стране к 2020 г. сетевых солнечных электростанций суммарной мощностью до 1.5 ГВт. При этом предъявляются жесткие требования по локализации выпуска компонентов таких станций, что открывает новые возможности для развития отечественного производства фотоэнергетической продукции. Приведены сведения о достигнутых в ведущих лабораториях мира КПД ФЭП различных типов. Особое внимание уделено рассмотрению базовых кремниевых технологий производства ФЭП, получивших наиболее широкое коммерческое применение. Описаны основные методы производства поликристаллического кремния и получения монокристаллического и мультикристаллического кремния. Рассмотрены основы технологий изготовления пластин, ФЭП, а также фотоэлектрических модулей на базе моно- и поликристаллического кремния. Во второй части будут описаны модификации технологий производства фотоэлектрических преобразователей, методы совершенствования контактных структур и представлены рекомендации авторов по выбору перспективных технологий для расширения производства ФЭП в России. Будут сформулированы и обоснованы наиболее перспективные, по мнению авторов, направления развития производства фотоэлектрических преобразователей в России исходя из планируемого ввода в эксплуатацию к 2020 г. сетевых фотоэлектрических станций с государственной поддержкой при условии выполнения жестких требований по локализации производства.