Einführung in die Entwicklungsphase von Solarzellen

Die Entwicklung von Solarzellen hat drei Phasen durchlaufen. Die technologische Entwicklung von Solarzellen der "ersten Generation" auf der Basis von Siliziumwafern ist ausgereift, aber der Reinheitsbedarf von Einkristallsilizium beträgt 99,999%, und die Produktionskosten sind zu hoch, so dass Menschen Dünnschichtsolarzellen auf Kosten von entwickeln Batterieumwandlungsrate.

Die zweite Generation von Solarzellen ist eine Solarzelle auf Basis von Dünnschichtmaterialien. Die Dünnschichttechnologie erfordert viel weniger Material als kristalline Siliziumsolarzellen und ist für großflächige Zellen einfach zu implementieren, wodurch die Kosten effektiv gesenkt werden können. Dünnschichtbatterien umfassen hauptsächlich Dünnschichtbatterien aus amorphem Silizium, Dünnschichtbatterien aus polykristallinem Silizium, Dünnschichtbatterien aus Cadmiumtellurid und Kupferindiumselenid, unter denen Solarzellen mit polykristallinem Silizium als Material optimal sind. Die Obergrenze der photoelektrischen Umwandlung von Solarenergie liegt bei 95%, was um 33% viel höher ist als die theoretische Obergrenze von Standardsolarzellen, was darauf hinweist, dass noch viel Raum für die Entwicklung der Solarzellenleistung besteht. Die Solarzelle der dritten Generation hat die folgenden Bedingungen: Dünnschichtbildung, hohe Umwandlungseffizienz, reiche Rohstoffe und keine Toxizität.

Die dritte Generation von Solarzellen befindet sich noch im Konzept und in der einfachen experimentellen Forschung. Es wurden hauptsächlich laminierte Solarzellen, Mehrbandlückensolarzellen und Heißträgersolarzellen vorgeschlagen. Unter diesen sind laminierte Solarzellen eine wichtige Richtung für die Entwicklung von Solarzellen.

Solarzellen der dritten Generation stehen vor Herausforderungen

Die dritte Generation von Photovoltaikzellen berücksichtigt umfassend mehrere Energieschwellen, kostengünstige Aufbereitungsmethoden und reichlich vorhandene ungiftige Rohstoffe, wodurch es einfacher wird, die Kosten pro Watt zu senken. Das Laminatdesign ist derzeit die am besten entwickelte Technologie, die durch Konzentration von Systemen oder Reduzierung der Kosten oder Steigerung der Effizienz durch Optimierung des Filmdesigns verbessert werden kann, wodurch die Kosten pro Watt gesenkt werden. Die Stabilität der Technik ist jedoch nicht sehr gut.

Obwohl die Anwendung von Solarzellen mit Kollisionsionisations- und Heißträgerkonzept die Kosten pro Watt erheblich senken kann, müssen in beiden Technologien noch viele theoretische Probleme gelöst werden. Andere esoterischere neue Konzeptbatterien können theoretisch die Umwandlungseffizienz verbessern, sind jedoch möglicherweise nicht in praktischen Anwendungen implementiert. Es ist auch eine gute Idee, diese neuen Konzeptbatterien zu kombinieren, z. B. die Anwendung von Aufwärts- und Abwärtsumwandlungsmechanismen in derselben Batterie. oder Kombinieren von Aufwärtsumwandlungs- und Laminiertechniken; und Kollisionsionisation und Zwischenniveaus. Es kann auch angewendet werden, um Zellen herunterzuwandeln, anstatt Träger direkt zu erzeugen.

Das theoretische Konzept der Photovoltaikzelle der dritten Generation und ihre Prozessrealisierungsmethode sind heute die fortschrittlichsten Themen auf dem Gebiet der Photovoltaikzellenforschung. Wenn es erfolgreich ist, wird es einen Meilenstein zur Entwicklung des gesamten Photovoltaikzellenfeldes beitragen.

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