Znalosti

Úvod do materiálů solárních článků

Úvod do materiálů solárních článků

1. Historie vývoje solárních článků:

Od roku 1839, kdy Becqueral Když lidé poprvé pozorovali fotovoltaický efekt v chemických článcích, výzkum surovin pro solární články se nikdy nezastavil. V procesu vývoje solárních článků se objevily různé baterie různých struktur, jako jsou Schottkyho baterie, M1S baterie MINP baterie; Heterojunkční buňky (jako ITO (n)/Si (p), a-Si/c-si, Ge/Si) atd., ve kterých nakonec dominují homogenní pn junkční buňky. Solární články se vyznačují materiály, jako jsou: krystalické křemíkové články, TOPCon články, amorfní články, měděné ocelové selenové baterie, librové krumpáčové baterie, arsenidové baterie atd. Protože křemík je druhým nejrozšířenějším prvkem na Zemi, nejvyspělejší technologie a stabilní a netoxické vlastnosti krystalického křemíku se staly hlavním materiálem pro výzkum a aplikace solárních článků.

2. Vývoj krystalických křemíkových solárních článků:

Vývoj článků krystalického křemíku je rozdělen do tří etap. První fáze: V roce 1954 vyvinuly Bell Labs krystalický křemíkový článek s účinností 6 % a začala moderní éra křemíkových článků. V následujících 10 letech se aplikace krystalických křemíkových článků dále rozšiřovala a proces se neustále zlepšoval. Druhé období začalo počátkem 70. let, během kterého se výrazně zlepšila konverzní účinnost solárních článků a zároveň se rozšířila pozemní aplikace solárních článků z krystalického křemíku a náklady stále klesaly. Na počátku 90. let vstoupily krystalické křemíkové články do fáze rychlého vývoje, především za účelem zavedení technologie povrchové pasivace, snížení efektu kontaktní rekombinace, následné úpravy za účelem zlepšení životnosti nosiče a zlepšení efektu zachycení světla ve výrobním procesu baterie. Výrazně se zlepšila účinnost baterií, dále se snížily výrobní náklady a rozšířily se aplikace.

3. Výhody monokrystalických křemíkových solárních článků

Od poloviny 70. let dominuje krystalický křemík jako surovina pro solární články. Solární články se dělí hlavně na: monokrystalické křemíkové články, polykrystalické křemíkové články a tenkovrstvé krystalické křemíkové články. Vznik polykrystalických křemíkových článků snížil výrobní náklady solárních článků a jejich výrobní zařízení a výrobní proces jsou jednoduché a mají nízké materiálové požadavky. V důsledku různých defektů v materiálech a procesech je však účinnost jeho konverze nízká. Monokrystalické křemíkové články využívají jako surovinu vysoce čistý křemík, pěstovaný metodou zónového tavení a čištění (FZ metoda) nebo liftingovou metodou (CZ metoda) a jejich průměrná účinnost konverze může dosáhnout 24 % left-stone, což je více než 5 % vyšší než u polykrystalických křemíkových solárních článků.

4. Vývojový trend solárních panelů

S rozvojem tohoto odvětví jsou náklady na monokrystalické křemíkové články stále nižší a nižší. Jeho výkon je stabilní, účinnost konverze také přináší průlomy a stal se nejdůležitější surovinou pro solární panely. Z pohledu fyziky pevných látek nejsou křemíkové materiály nejideálnějšími fotovoltaickými materiály. Především proto, že křemík je pásmový polovodič, jeho koeficient absorpce světla je nízký, takže trendem se stalo i studium dalších fotovoltaických materiálů. Mezi nimi jsou telurid kadmia (CdTe), měď-indium selen (CulnSe2) a perovskit považovány za tři velmi slibné fotovoltaické materiály a bylo dosaženo určitého pokroku, ale od velkovýroby je ještě dlouhá cesta. konkurují monokrystalickým křemíkovým článkům.