Las ventajas y desventajas de las células solares de película fina.

El principio de la batería solar de película fina.

En la batería química, la energía química se convierte directamente en energía eléctrica mediante la oxidación, reducción, etc. espontáneas internas de la batería. El resultado de una reacción química, respectivamente, es la reacción en los dos electrodos. El material activo del cátodo en el electrolito por potencial es negativo y la estabilidad del agente reductor, como zinc, cadmio, plomo y otros metales activos e hidrógeno e hidrocarburos. El material activo positivo en el electrolito por potencial es oxidante más positivo y estable, como dióxido de manganeso, dióxido de plomo, óxido de níquel, como óxido metálico, oxígeno o aire, halógeno y sus sales, ácido que contiene oxígeno y sus sales, etc. .

El electrolito tiene una buena conductividad iónica de materiales, como ácido, álcali, solución acuosa salina, solución no acuosa orgánica o inorgánica, sal fundida y electrolito sólido. Cuando se desconecta el circuito abierto, aunque hay una diferencia de potencial entre los polos (voltaje de circuito abierto), pero no hay corriente, la energía química almacenada en la batería no se convierte en electricidad. Cuando el circuito abierto está cerrado, bajo la acción de dos electrodos, la diferencia de potencial es una corriente a través del circuito externo.

Al mismo tiempo, dentro de la batería, debido a que no hay electrones libres en el electrolito, la transferencia de carga debe acompañar al material activo y la interfaz del electrolito entre la reacción de oxidación y reducción, y el desplazamiento de los reactivos y productos de reacción del material. La transferencia de carga en el electrolito se realiza mediante migración de iones. Por lo tanto, dentro de la batería, el proceso normal de transferencia de carga y transferencia de masa es la condición necesaria para garantizar la potencia de salida normal. Al cargar, la batería dentro de la transmisión de energía y la dirección del proceso de transferencia de masa en contraste con la descarga; Debe ser una reacción de electrodo reversible, para asegurar que la transferencia de masa y la transmisión de energía en el proceso de dirección normal.

La reacción del electrodo es reversible, por lo tanto, constituye una condición necesaria para la batería de almacenamiento. Para responder al incremento de energía libre de Gibbs (coque) F = 96500 biblioteca constante de Faraday Ann = 26,8 horas; N para el número equivalente de reacción de la batería. Esta es la fuerza electromotriz de la batería y la reacción entre la ecuación termodinámica básica también calcula la eficiencia de conversión de energía de la batería de las ecuaciones termodinámicas básicas. De hecho, cuando la corriente fluye a través del electrodo, el potencial del electrodo se desvía del potencial del electrodo de equilibrio termodinámico, este fenómeno se denomina polarización. Cuanto mayor sea la densidad de corriente (área unitaria del electrodo a través de la corriente), más grave será la polarización. La polarización es una de las causas importantes de la pérdida de energía de la batería. La polarización de tres razones: (1) causada por la resistencia de la batería partes de la polarización se llama polarización de ohmios; (2) por el proceso de transferencia de carga en el electrodo, bloque de capa de interfaz del electrolito causado por la polarización llamada activación; (3) por el electrodo, La capa de interfaz del electrolito y el proceso de transferencia de masa en el retraso causado por la polarización se denomina polarización de concentración. El área de reacción del electrodo, aumenta con la disminución del método de polarización para reducir la densidad de corriente, mejorar la temperatura de reacción y mejorar la actividad catalítica de la superficie del electrodo.

Células solares de película delgada y desventajas.

Las celdas solares de película delgada debido al uso de material es menor, en términos de costo de cada módulo ha disminuido significativamente que la celda solar de tipo acumulación, en el proceso de fabricación se necesitan menos baterías de energía solar de tipo acumulación que pequeñas, también tiene tipo de integración de conexión módulo, por lo que puede ahorrar los módulos independientes necesarios en el costo de la conexión fija e interna.

Es probable que las células solares de película delgada del futuro sustituyan a las células solares de silicio de uso común actuales para convertirse en la corriente principal del mercado. Las celdas solares de silicio amorfo con celdas de energía solar de silicio monocristalino o materiales de batería solar de silicio policristalino son las principales diferencias de las diferentes celdas de energía solar de silicio monocristalino o el material de la batería solar de silicio policristalino es delgado, y el material de la batería solar de silicio amorfo es SiH4, diferente porque el material y hacer que la estructura de las células solares de silicio amorfo y la célula solar de silicio cristalino sea un poco diferente.

La ventaja del efecto de luz SiH4 y el efecto de absorción óptica es muy buena, pero los aislantes eléctricos, características similares con características de semiconductores de silicio, están lejos, por lo que inicialmente creo que SiH4 es un material inadecuado. Pero en la década de 1970 los científicos superaron este problema, poco después de la RCA, creando las primeras células solares de silicio amorfo. Aunque el efecto de luz SiH4 y el efecto de absorción óptica son muy buenos, pero debido a su estructura cristalina peor que la celda solar de polisilicio, el problema de la clave de suspensión es más severo que las celdas solares de silicio policristalino, los electrones libres y los agujeros de velocidad compuesta son muy rápidos; Además, la cristalización de la estructura irregular de SiH4 obstaculizará el movimiento del electrón y el agujero haciendo que el área de difusión sea más corta.

En base a los dos factores anteriores, cuando la luz sobre los agujeros de SiH4 para los electrones, debe separar los electrones y los agujeros, lo antes posible para producir efectivamente el efecto fotoeléctrico. La mayoría de las células solares de silicio amorfo muy delgadas reducen el compuesto de electrones libres y huecos. Debido al efecto de luz de succión de SiH4 es muy bueno, aunque las células solares de silicio amorfo muy delgadas todavía pueden absorber la mayor parte de la luz.

La estructura de la célula solar de película delgada de silicio amorfo es diferente de la célula solar de silicio general, como se muestra en la figura 9, la principal se puede dividir en tres capas, la capa superior es muy delgada (aproximadamente 0,008 micrones) y altas concentraciones de dopaje de P +; Intermedio La capa es una capa más gruesa (0,5 ~ 1 micra) de calidad pura (capa intrínseca), pero en general no son generalmente masa pura. La capa es masa completamente pura (intrínseca), pero con bajas concentraciones de dopaje de materiales de tipo n; La capa inferior es delgada (0.02 micrones) n. Y este tipo de p + - p - I - n la estructura de la estructura n más tradicional tiene un gran campo eléctrico, la capa de masa pura generada en los agujeros electrónicos puede ser rápidamente después de la separación del campo eléctrico. Y una capa delgada de película de óxido en el P + para película conductora transparente (Óxido conductor transparente: TCO), puede prevenir la luz solar, para absorber eficazmente la luz solar, generalmente es el uso de sílice (SnO2).

La ventaja del costo de las células solares de silicio amorfo es bajo, y la desventaja es la baja eficiencia y la eficiencia de conversión fotoeléctrica con el tiempo de recesión de uso. Por lo tanto, las células solares de silicio amorfo se utilizan ampliamente en el mercado de la energía pequeña, pero en el mercado de la energía es menos competitivo.

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