Ներածություն արևային բջիջների նյութերին
Ներածություն արևային բջիջների նյութերին
1. Արևային բջիջների զարգացման պատմությունը.
1839 թվականից, երբ Բեկերալ առաջին անգամ նկատվել է ֆոտոգալվանային էֆեկտը քիմիական բջիջներում, մարդկանց հետազոտությունները արևային մարտկոցների հումքի վերաբերյալ երբեք չեն դադարել: Արևային մարտկոցների մշակման գործընթացում եղել են տարբեր կառուցվածքների տարբեր մարտկոցներ, ինչպիսիք են Schottky մարտկոցները, M1S մարտկոցները MINP մարտկոցներ; Հետերոճային բջիջներ (օրինակ՝ ITO (n)/Si (p), a-Si/c-si, Ge/Si) և այլն, որոնցում ի վերջո գերակշռում են միատարր pn միացման բջիջները։ Արևային բջիջները տարբերվում են նյութերով, այդ թվում՝ բյուրեղային սիլիցիումային բջիջներ, TOPCon բջիջներ, ամորֆ բջիջներ, պղնձե պողպատից սելենի մարտկոցներ, ֆունտ պիկաքսի մարտկոցներ, արսենիդային մարտկոցներ և այլն: Քանի որ սիլիցիումը երկրորդ ամենաառատ տարրն է երկրի վրա, ամենահաս տեխնոլոգիան և բյուրեղային սիլիցիումի կայուն և ոչ թունավոր հատկությունների պատճառով այն դարձել է արևային բջիջների հետազոտության և կիրառման հիմնական նյութը:
2. Բյուրեղային սիլիցիումային արևային բջիջների զարգացում.
Բյուրեղային սիլիցիումի բջիջների զարգացումը բաժանված է երեք փուլի. Առաջին փուլ. 1954 թվականին Bell Labs-ը մշակել է բյուրեղային սիլիցիումի բջիջ՝ 6% արդյունավետությամբ, և սկսվել է սիլիկոնային բջիջների ժամանակակից դարաշրջանը: Հետագա 10 տարիների ընթացքում բյուրեղային սիլիցիումի բջիջների կիրառումը շարունակեց ընդլայնվել, և գործընթացը շարունակեց բարելավվել: Երկրորդ շրջանը սկսվեց 70-ականների սկզբին, որի ընթացքում արևային բջիջների փոխակերպման արդյունավետությունը մեծապես բարելավվեց, և միևնույն ժամանակ ընդլայնվեց բյուրեղային սիլիցիումային արևային բջիջների հողային կիրառումը, և արժեքը շարունակեց նվազել: 90-ականների սկզբին բյուրեղային սիլիցիումի բջիջները թեւակոխեցին արագ զարգացման փուլ՝ հիմնականում մակերևույթի պասիվացման տեխնոլոգիան ներմուծելու, կոնտակտային ռեկոմբինացիայի էֆեկտը նվազեցնելու, հետբուժման՝ կրիչի կյանքը բարելավելու և լույսի թակարդի էֆեկտը մարտկոցի արտադրության գործընթացում բարելավելու համար: Մարտկոցի արդյունավետությունը զգալիորեն բարելավվել է, արտադրության ծախսերն էլ ավելի են կրճատվել, և կիրառությունները ընդլայնվել են:
3. Միաբյուրեղ սիլիցիումային արևային բջիջների առավելությունները
70-ականների կեսերից բյուրեղային սիլիցիումը գերակշռում է արևային մարտկոցների հումքի մեջ: Արևային բջիջները հիմնականում բաժանվում են՝ միաբյուրեղ սիլիցիումային բջիջների, պոլիբյուրեղային սիլիցիումային բջիջների և բարակ թաղանթով բյուրեղային սիլիցիումի բջիջների: Բազմաբյուրեղ սիլիցիումային բջիջների առաջացումը նվազեցրել է արևային բջիջների արտադրության արժեքը, իսկ դրա արտադրական սարքավորումները և արտադրական գործընթացը պարզ են և ունեն ցածր նյութական պահանջներ: Այնուամենայնիվ, նյութերի և գործընթացների տարբեր թերությունների պատճառով դրա փոխակերպման արդյունավետությունը ցածր է: Միաբյուրեղային սիլիցիումի բջիջները որպես հումք օգտագործում են բարձր մաքրության սիլիցիում, որը աճեցվում է գոտիային հալման և մաքրման մեթոդով (FZ մեթոդ) կամ բարձրացման մեթոդով (CZ մեթոդ), և դրանց փոխակերպման միջին արդյունավետությունը կարող է հասնել 24% ձախ քարի, ինչը ավելի քան 5% է: ավելի բարձր, քան բազմաբյուրեղ սիլիցիումային արևային բջիջները:
4. Արևային մարտկոցների զարգացման միտումը
Արդյունաբերության զարգացման հետ մեկտեղ մոնոբյուրեղային սիլիցիումային բջիջների արժեքը գնալով նվազում է: Դրա կատարումը կայուն է, փոխակերպման արդյունավետությունը նույնպես բեկումնային է, և այն դարձել է արևային մարտկոցների համար ամենակարևոր հումքը։ Պինդ վիճակի ֆիզիկայի տեսանկյունից սիլիցիումային նյութերը ամենաիդեալական ֆոտովոլտային նյութերը չեն: Հիմնականում այն պատճառով, որ սիլիցիումը արձակման կիսահաղորդիչ է, դրա լույսի կլանման գործակիցը ցածր է, ուստի այլ ֆոտոգալվանային նյութերի ուսումնասիրությունը նույնպես միտում է դարձել: Դրանցից կադմիումի տելուրիդը (CdTe), պղնձի ինդիումի սելենը (CulnSe2) և պերովսկիտը համարվում են երեք շատ խոստումնալից ֆոտոգալվանային նյութեր, և որոշակի առաջընթաց է գրանցվել, բայց դեռ երկար ճանապարհ կա անցնելու լայնածավալ արտադրությունից և մրցակցել միաբյուրեղ սիլիցիումի բջիջների հետ:
Նախորդ:Արևային վահանակների ներդրում