Tietämyksiä

Johdatus aurinkokennomateriaaliin

Johdatus aurinkokennomateriaaliin

1. Aurinkokennojen kehityshistoria:

Vuodesta 1839 lähtien, jolloin Becqueral Ensin havaittiin aurinkosähkövaikutus kemiallisissa kennoissa, ihmisten tutkimus aurinkokennojen raaka-aineista ei ole koskaan pysähtynyt. Aurinkokennojen kehitysprosessissa on ollut erilaisia ​​rakenteeltaan erilaisia ​​akkuja, kuten Schottky-akut, M1S-akut MINP-akut; Heteroliitossolut (kuten ITO (n)/Si (p), a-Si/c-si, Ge/Si) jne., joissa homogeeniset pn-liitossolut lopulta hallitsevat. Aurinkokennot erottuvat materiaaleista, joita ovat: kiteiset piikennot, TOPCon-kennot, amorfiset kennot, kupariterässeleeniparistot, puntahakkuparistot, arsenidiparistot jne. Koska pii on maan toiseksi yleisin alkuaine, kypsin tekniikka ja kiteisen piin vakaat ja myrkyttömät ominaisuudet, siitä on tullut tärkein materiaali aurinkokennojen tutkimukseen ja sovelluksiin.

2. Kiteisen piin aurinkokennojen kehittäminen:

Kiteisten piikennojen kehitys on jaettu kolmeen vaiheeseen. Ensimmäinen vaihe: Vuonna 1954 Bell Labs kehitti kiteisen piikennon, jonka hyötysuhde oli 6 %, ja moderni piikennojen aikakausi alkoi. Seuraavien 10 vuoden aikana kiteisten piikennojen käyttö laajeni edelleen ja prosessi parani edelleen. Toinen jakso alkoi 70-luvun alussa, jolloin aurinkokennojen muunnostehokkuus parani huomattavasti ja samalla kiteisen piin aurinkokennojen maasovellusta laajennettiin ja kustannusten lasku jatkui. 90-luvun alussa kiteiset piikennot tulivat nopean kehityksen vaiheeseen, pääasiassa pintapassivointitekniikan käyttöönottamiseksi, kosketusrekombinaatiovaikutuksen vähentämiseksi, jälkikäsittelyn parantamiseksi kantoaineen käyttöiän parantamiseksi ja valonpysäytysvaikutuksen parantamiseksi akun valmistusprosessissa. Akun tehokkuutta on parannettu huomattavasti, tuotantokustannuksia on pienennetty entisestään ja sovelluksia on laajennettu.

3. Yksikiteisten piin aurinkokennojen edut

Kiteinen pii on hallinnut aurinkokennojen raaka-ainetta 70-luvun puolivälistä lähtien. Aurinkokennot jaetaan pääasiassa: yksikiteisiin piikennoihin, monikiteisiin piikennoihin ja ohutkalvokiteisiin piikennoihin. Monikiteisten piikennojen ilmaantuminen on alentanut aurinkokennojen valmistuskustannuksia, ja sen valmistuslaitteet ja valmistusprosessi ovat yksinkertaisia ​​ja niillä on vähän materiaalivaatimuksia. Erilaisten materiaali- ja prosessivikojen vuoksi sen muunnostehokkuus on kuitenkin alhainen. Yksikiteisissä piikennoissa käytetään raaka-aineena erittäin puhdasta piitä, joka on kasvatettu vyöhykesulatus- ja puhdistusmenetelmällä (FZ-menetelmä) tai nostomenetelmällä (CZ-menetelmä), ja niiden keskimääräinen konversiotehokkuus voi olla 24 % vasenta kiveä, mikä on yli 5 %. korkeampi kuin monikiteisissä piiaurinkokennoissa.

4. Aurinkopaneelien kehityssuunta

Alan kehityksen myötä yksikiteisten piikennojen kustannukset laskevat jatkuvasti. Sen suorituskyky on vakaa, myös muunnostehokkuus tekee läpimurtoja ja siitä on tullut aurinkopaneelien tärkein raaka-aine. Kiinteän olomuodon fysiikan näkökulmasta piimateriaalit eivät ole ihanteellisimpia aurinkosähkömateriaaleja. Pääasiassa koska pii on bandgap-puolijohde, sen valon absorptiokerroin on alhainen, joten myös muiden aurinkosähkömateriaalien tutkimisesta on tullut trendi. Niistä kadmiumtelluridia (CdTe), kupari-indiumseleeniä (CulnSe2) ja perovskiittia pidetään kolmena erittäin lupaavana aurinkosähkömateriaalina, ja jonkin verran on edistytty, mutta suuren mittakaavan tuotannosta ja tuotannosta on vielä pitkä matka kuljettavana. kilpailevat yksikiteisten piikennojen kanssa.