Это почему еще они не могут быть дешевле во всем цикле использования? Для примера посмотрите на живые растительные системы — растут сами (бесплатно), производят продукт (клетчатка, кислород). Так что есть к чему стремиться и вполне может быть дешевле использования нефти, а тем более атомной энергии (стоимость создания, эксплуатации и выведения из эксплуатации для атомных станций просто запредельны. Японцы это, вдруг, ощутили в полной мере).
Более того — солнечную панель производим 1раз, а используем очень долго, в отличии от нефти, которую раз добыли, раз использовали и ядерного топлива (попробуй его добыть, обогатить и потом как то обезопасить продукты распада). Солнечные панели же могут быть не только на кремнии, но и на других элементах, например на органике — давно проводят опыты с емкостями с органикой, которая поглощает солнечный свет выдает на гора углеводороды или эл.энергию.
Так что ваше «не может быть» больше основано на привычке, не более того. Наука и технология в мире активно развивается и дает надежду на решение проблемы обеспечения энергией альтернативными способами.
Кстати, имхо, дальнее будущее как раз за органическими квазиживыми солнечными элементами. Этакие искусственно созданные растительные системы (или системы из растений и симбионтов-бактерий), которые требуют только питательные вещества, воду и свет. Которые сами растут и образуют листы нужной формы.
В идеале — у которых внутренняя структура достаточно прочна, чтобы существовать в вакууме и не быть раздавленной внутренним давлением, а обменные процессы не затрагивают наружную поверхность.
Не знаю, правда, реально ли каталитически окислять продукты фотосинтеза, получая электричество.
Я в целом против фанатичного насаждения зеленой энергетики (особенно когда она дотируется за счет традиционной). Но говорить что не могут быть дешевле — по-моему не корректно.
Даже если брать не монетарную, а энергетическую стоимость (энерго/ресурсо затраты). С совершенствованием техпроцесса, может быть когда-нибудь и получится так, что энергетически произвести батареи будет настолько выгодно, что получаемая энергия будет превышать энергетические затраты на добычу ресурсов + обработку + доставку (даже в сумме со скрытыми издержками типа содержания ученых, инженеров, разработки).
Но, даже в этом случае, даже если они станут энергетически дешевле ископаемых видов топлива, у них все равно останется серьезный минус.
Это плотность энергии.
Для многих тех процессов, важно не только кол-во энергии, но и плотность её потока. Для того же ускорителя заряженных частиц, с помощью которого эти панели нарезают.
И по этому параметру, по плотности энергии — у солнечных батарей есть потолок, выше которого не прыгнешь. Не получится снять больше энергии с квадратного метра, чем дает солнце. Т.е. с определенного момента, получить большее кол-во энергии можно будет единственным способом — застраивая бОльшую площадь.
Это не страшно, когда вам надо запитать своё домохозяйство, энергии хватит, если вы будете её экономить, у вас подходящая местность и, например, покрыта панелями крыша + некоторое пространство двора.
Для многоквартирных домов уже хуже — соотношение потребление/площадь крыши — гораздо меньше.
И уже совсем плохо для энергоемких производств. Например выплавки стали или производстве бетона. Для питания самого производства заставить крышу завода панельками — решительно не хватит. Придется застраивать целые поля (что обычно не целесообразно, если вы не в пустыне).
А если пойти дальше, то полагаю, при потребности в ещё больших объемах энергии (например на дальние космические перелеты) — солнечными панелями просто будет невозможно набрать достаточное кол-во энергии (даже если будет придуман способ удобно её запасать).
Их кол-во будет занимать неприемлемое кол-во площади.
В отличии от ядерных/термоядерных электростанций, которые занимают куда меньшую площадь, и при этом достаточно хорошо масштабируются, способны выдавать на порядки большую плотность потока энергии.
так смотрите — нет же предложения _все_ перенести на альтернативу. Но — если вы и я запитаем свои дома от солнечной станции, то для нужд алюминиевого комбината освободятся мощности, равные потреблению наших домов + потери.
Вариант — запитать свой дом (особенно если это именно частный дом), идея хорошая, когда это экономически целесообразно. Тут больше выигрыш даже не в том, что появляется добавочная энергия, а в экономии на инфраструктуре (не нужно тянуть линию электропередачи/строить трансформаторы). Правда вопрос что выйдет дешевле — вложения в глобальную инфраструктуру, или в частную (каждому дому по панели/аккумулятору).
А вот предложения всё перенести на альтернативу, все-таки существуют, правда не у нас. А, например, в Германии. Хотя их можно понять — у них практически нет источников ископаемого топлива.
Для дальних космических перелетов есть, собственно, космос, где можно запускать солнечные паруса хоть размером с Землю (при наличии материалов) или просто концентрировать энергию для последующей передачи в нужное место в виде микроволн.
Для земных же потребностей и даже для экстраполированных в несколько раз, с подъемом уровня жизни 10 миллиардов до нынешнего передового, при том что и технологии оптимизации энергопотребления на месте не стоят — с головой хватит пресловутого небольшого кусочка Сахары (размазанного по планете и даже увеличенного в соответствии с реальной освещенностью). Даже японцам с их плотностью населения скорее всего хватит территории Японии (при том, что они и в космос за солнечной энергией стремятся, и от атома отказываться передумали, а еще разрабатывают газогидраты с океанского дна).
А какая подвижность носителей заряда в этих панелях после того, как их потоком заряженных частиц даже не то, что облучают, а режут?
В космосе панели очень сильно деградируют под действием ионизирующего излучения.
Думаю, дело в том, что правильный пучок задевает только место разреза. Если дефекты и образуются, то только на поверхности (которая и без того один большой дефект, на котором гибнут носители).
А космоческое излучение повреждает структуру равномерно по всему объему.
«Сопротивления поверхности» (места среза) там нет. Это именно необратимый уход носителей на поверхность + последующая рекомбинация. Причем этот эффект имеет место даже при идеальной поверхности. На неидеальной он еще заметнее.
Думаю, электронный пучок может приготовить более «ровную» поверхность, в отличие от обычного слайсера.
4 микрона — это под десять тысяч атомов. Для твердого тела (особенно для аккуратного кристалла) это много.
Грубо говоря, дело в том, что когда у вас есть периодичность — то есть зонная структура. На границе периодичность пропадает (за ней ведь пусто) и «полупроводниковые» свойства теряются. Электрон «чувствует» кристалл не очень далеко, порядка 10-100 атомов. Они и определяют приповерхностную область.
Новая технология производства солнечных панелей