Introducción a la etapa de desarrollo de las células solares.

El desarrollo de las células solares ha pasado por tres etapas. El desarrollo tecnológico de células solares de "primera generación" basadas en obleas de silicio ha madurado, pero el requisito de pureza del silicio monocristalino es del 99,999% y el costo de producción es demasiado alto, por lo que la gente desarrolla células solares de película delgada a expensas de tasa de conversión de la batería.

La segunda generación de células solares es una célula solar basada en materiales de película delgada. La tecnología de película fina requiere mucho menos material que las células solares de silicio cristalino y es fácil de implementar para células de gran superficie, lo que puede reducir costes de forma eficaz. Las baterías de película delgada incluyen principalmente baterías de película delgada de silicio amorfo, baterías de película delgada de silicio policristalino, telururo de cadmio y baterías de película delgada de seleniuro de cobre e indio, entre las cuales las células solares con silicio policristalino como material son óptimas. El límite superior de la tasa de conversión fotoeléctrica de energía solar es del 95%, que es mucho más alto que el límite superior teórico de las células solares estándar en un 33%, lo que indica que todavía hay mucho espacio para el desarrollo del rendimiento de las células solares. La celda solar de tercera generación tiene las siguientes condiciones: formación de película delgada, alta eficiencia de conversión, materias primas ricas y sin toxicidad.

La tercera generación de células solares todavía está en el concepto y la investigación experimental simple. Se han propuesto principalmente células solares laminadas, células solares con intervalo de múltiples bandas y células solares portadoras calientes. Entre ellos, las células solares laminadas son una dirección importante para el desarrollo de células solares.

Las células solares de tercera generación enfrentan desafíos

La tercera generación de células fotovoltaicas considera de manera integral múltiples umbrales de energía, métodos de preparación de bajo costo y abundantes materias primas no tóxicas, lo que facilita la reducción del costo por vatio. El diseño laminado es actualmente la tecnología mejor desarrollada que se puede mejorar concentrando sistemas o reduciendo costos o aumentando la eficiencia optimizando el diseño de la película, reduciendo así el costo por vatio. Sin embargo, la estabilidad de la técnica no es muy buena.

Aunque la aplicación de la ionización por colisión y las células solares del concepto de portador caliente pueden reducir significativamente el costo por vatio, todavía quedan muchos problemas teóricos por resolver en ambas tecnologías. Otras baterías de nuevo concepto más esotéricas pueden mejorar teóricamente la eficiencia de conversión, pero es posible que no se implementen en aplicaciones prácticas. También es una buena idea combinar estos nuevos conceptos de baterías, como aplicar mecanismos de conversión ascendente y descendente en la misma batería; o combinar técnicas de laminación y conversión ascendente; e ionización por colisión y niveles intermedios. También se puede aplicar a la conversión descendente de células en lugar de generar portadoras directamente.

El concepto teórico de la célula fotovoltaica de tercera generación y su método de realización de procesos son los temas más avanzados en el campo de la investigación de células fotovoltaicas en la actualidad. Si tiene éxito, supondrá una contribución histórica al desarrollo de todo el campo de las células fotovoltaicas.

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