Тенденции и перспективы развития солнечной фотоэнергетики

Физика и техника полупроводников, 2004, том 38, вып. 8

Тенденции и перспективы развития солнечной фотоэнергетики
© Ж.И. Алфёров, В.М. Андреев^¶, В.Д. Румянцев
Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, 194021 Санкт-Петербург, Россия
(Получена 9 февраля 2004 г. Принята к печати 11 февраля 2004 г.)
Рассмотрены основные направления развития фотоэлектрического метода преобразования солнечной энер- гии, открывающие широкие перспективы полупроводниковой гелиоэнергетики. Основное внимание уделено фотопреобразователям на основе A^IIIB^V-гетероструктур, главным образом каскадным солнечным элементам, обеспечивающим наибольшую эффективность преобразования солнечной энергии, для получения которых используются „высокие“ технологии — молекулярно-пучковая и МОС-гидридная эпитаксии. Показано, что использование метода промежуточного концентрирования солнечного излучения обеспечивает снижение площади и, следовательно, стоимости солнечных элементов пропорционально степени концентрирования солнечного излучения.

1. Введение

В настоящее время в общественном сознании крепнет убежденность в том, что энергетика будущего должна базироваться на крупномасштабном использовании сол- нечной энергии, причем в самых разных ее проявлениях. Солнце — это огромный, неиссякаемый, абсолютно безопасный источник энергии, в равной степени всем принадлежащий и всем доступный. Ставка на солнеч- ную энергетику должна рассматриваться не только как беспроигрышный, но в долговременной перспективе и как безальтернативный выбор для человечества. Мы рассмотрим в ретроспективном и перспективном плане возможности преобразования солнечной энергии в элек- трическую с помощью полупроводниковых фотоэлемен- тов. Эти устройства представляются сегодня вполне созревшими в научном и технологическом отношении для того, чтобы рассматриваться в качестве технической базы для крупномасштабной солнечной электроэнерге- тики будущего.