Einführung von Solarzellen und Materialien

Einführung

Solarenergie ist eine unerschöpfliche Quelle erneuerbarer Energie für den Menschen. Es ist auch saubere Energie und verursacht keine Umweltverschmutzung. Bei der effektiven Nutzung von Solarenergie ist die solare fotoelektrische Nutzung eines der beliebtesten Projekte der letzten Jahre, das am schnellsten wachsende und dynamischste Forschungsfeld. Zu diesem Zweck wurden Solarzellen entwickelt und entwickelt. Die Herstellung von Solarzellen basiert hauptsächlich auf Halbleitermaterialien. Sein Arbeitsprinzip besteht darin, photoelektrische Materialien zu verwenden, um Lichtenergie zu absorbieren und dann eine photoelektrische Umwandlungsreaktion durchzuführen. Je nach den verwendeten Materialien können Solarzellen unterteilt werden in: 1. Siliziumsolarzellen; 2. Anorganische Salze wie Galliumarsenid III-V-Verbindung, Cadmiumsulfid, Kupfer-Indium-Selen und andere Mehrkomponentenverbindungen als Materialien; 3. Funktionelle makromolekulare Materialien, die von Solarzellen hergestellt werden; 4. Nanokristalline Solarzellen usw. Unabhängig davon, aus welchem Material die Batterie hergestellt wird, gelten folgende allgemeine Anforderungen an Solarzellenmaterialien: 1. Das verbotene Band des Halbleitermaterials sollte nicht zu breit sein. 2. Es muss eine hohe photoelektrische Umwandlungseffizienz vorliegen. 3. Das Material selbst verursacht keine Umweltverschmutzung. 4. Das Material ist leicht zu industrialisieren und die Materialleistung ist stabil. Basierend auf den obigen Überlegungen ist Silizium das idealste Solarzellenmaterial, was der Hauptgrund dafür ist, dass Solarzellen hauptsächlich Siliziummaterialien sind. Mit der kontinuierlichen Entwicklung neuer Materialien und der Entwicklung verwandter Technologien zeigen Solarzellen, die auf anderen dörflichen Materialien basieren, jedoch zunehmend attraktive Perspektiven. In diesem Artikel werden die Arten von Solarzellen und ihr Forschungsstatus kurz erläutert und die Entwicklung und Trends von Solarzellen erörtert.

1 Siliziumsolarzelle

1.1 monokristalline Siliziumsolarzelle

Unter den Solarzellen der Siliziumreihe weisen Einkristall-Siliziumsolarzellen die höchste Umwandlungseffizienz und die ausgereifteste Technologie auf. Monokristalline Hochleistungssiliciumzellen basieren auf hochwertigen monokristallinen Siliziummaterialien und verwandten thermischen Verarbeitungsprozessen. Heutzutage ist der elektrische Erdungsprozess von monokristallinem Silizium fast ausgereift. Im Allgemeinen werden Oberflächentextur, Passivierung des Emissionsbereichs, Zonendotierung und andere Technologien übernommen. Zu den entwickelten Batterien gehören hauptsächlich planare Einkristall-Siliziumbatterien und einkristalline Siliziumbatterien mit eingebetteter Gitterelektrode. Die Verbesserung der Umwandlungseffizienz hängt hauptsächlich von der Behandlung der Oberflächenmikrostruktur und dem Verteilungsdotierungsprozess von einkristallinem Silizium ab. In dieser Hinsicht behauptet das Deutsche Franois Freiburg Solar System Institute ein weltweit führendes Niveau. Das Institut verwendete Lithographie, um die Oberfläche der Zelle zu texturieren und eine umgekehrte Pyramidenstruktur zu erzeugen. Und legen Sie eine 13nm auf die Oberfläche. Die dicke Oxidpassivierungsschicht wird mit zwei Antireflexbeschichtungen kombiniert. Das Verhältnis der Breite und Höhe des Gates wird durch den verbesserten Galvanisierungsprozess erhöht: Die Umwandlungseffizienz der durch das Obige erzeugten Batterie beträgt über 23%, was einem großen Wert von 23,3% entspricht. Die Umwandlungseffizienz von großflächigen (225 cm2) Einzelelektroform-Solarzellen, die von Kyocera hergestellt wurden, beträgt 19,44%. Das inländische Forschungsinstitut für Solarenergie in Peking erforscht und entwickelt aktiv hocheffiziente kristalline Siliziumsolarzellen sowie planare hocheffiziente monokristalline Siliziumzellen (2 cm x 2 cm). Die Umwandlungseffizienz beträgt 19,79% und die Umwandlungseffizienz der kristallinen Siliziumbatterie mit gerillter Gate-Elektrode (5 cm × 5 cm) beträgt 8,6%.

Die Umwandlungseffizienz von monokristallinen Siliziumsolarzellen ist zweifellos die höchste und dominiert immer noch in Großanwendungen und in der industriellen Produktion. Aufgrund des Preises für Einkristall-Siliziummaterialien und des entsprechenden umständlichen Batterieprozesses sind die Kosten für Einkristall-Silizium jedoch hoch . Nein, es ist sehr schwierig, die Kosten signifikant zu senken. Um hochwertige Materialien zu sparen und Alternativen zu monokristallinen Siliziumzellen zu finden, wurden Dünnschichtsolarzellen entwickelt, unter denen polykristalline Silizium-Dünnschichtsolarzellen und amorphe Silizium-Dünnschichtsolarzellen typische Vertreter sind.

1.2 Polysilicium-Dünnschichtsolarzelle

Eine typische kristalline Siliziumsolarzelle wird auf einem hochwertigen Siliziumwafer mit einer Dicke von 350 bis 450 um hergestellt, der aus einem angehobenen oder gegossenen Siliziumblock gesägt wird. Daher ist der tatsächliche Verbrauch an Siliziummaterial höher. Um Material zu sparen, wurden seit Mitte der 1970er Jahre polykristalline Siliziumfilme auf kostengünstigen Substraten abgeschieden. Aufgrund der Größe der gewachsenen Siliziumfilme wurden jedoch keine wertvollen Solarzellen hergestellt. Um einen Film mit einem großen Korn zu erhalten, haben die Menschen die Forschung nicht eingestellt und viele Methoden vorgeschlagen. Gegenwärtig werden polykristalline Silizium-Dünnschichtbatterien hauptsächlich durch chemische Gasphasenabscheidung hergestellt, einschließlich chemischer Niederdruck-Gasphasenabscheidung (LPCVD) und plasmaunterstützter chemischer Gasphasenabscheidung (PECVD). Zusätzlich können Flüssigphasen-Epitaxie- (LPPE) und Sputter-Abscheidungsverfahren verwendet werden, um polykristalline Silizium-Dünnschichtbatterien herzustellen.

Bei der chemischen Gasphasenabscheidung werden hauptsächlich SiH2Cl2, SiHCl3, Sicl4 oder SiH4 als Reaktionsgas verwendet, um mit einer bestimmten Schutzatmosphäre unter Bildung von Siliciumatomen zu reagieren und diese auf einem erhitzten Substrat abzuscheiden. Das Substratmaterial wird im Allgemeinen ausgewählt aus Si, SiO 2, Si 3 N 4 und dergleichen. Es wurde jedoch gefunden, dass es schwierig ist, große Kristallkörner auf einem Nicht-Siliziumsubstrat zu bilden, und es ist leicht, Hohlräume zwischen den Kristallkörnern zu bilden. Um dieses Problem zu lösen, wird eine dünne Schicht aus amorphem Silizium durch LPCVD auf dem Substrat abgeschieden, und dann wird die Schicht aus amorphem Silizium getempert, um größere Kristallkörner zu erhalten, und dann auf dem Impfkristall. Die Abscheidung eines dicken Polysiliciumfilms, daher ist die Rekristallisationstechnologie zweifellos ein wichtiges Glied. Die derzeitige Technologie umfasst hauptsächlich Festphasenkristallisation und Rekristallisation beim Schmelzen des Mediums. Zusätzlich zum Rekristallisationsprozess verwendet die Dünnschichtbatterie aus polykristallinem Silizium fast alle Technologien zur Herstellung von Einkristall-Siliziumsolarzellen, und die so erhaltene Umwandlungseffizienz der Solarzellen wird bemerkenswert verbessert. Die Umwandlungseffizienz von polykristallinen Siliziumzellen, die vom Freiburger Solarenergieforschungsinstitut in Deutschland auf dem FZSi-Substrat hergestellt wurden, betrug 19%. Die japanische Mitsubishi Corporation verwendete diese Methode, um Batterien mit einem Wirkungsgrad von 16,42% herzustellen.

Das Prinzip des Flüssigphasen-Epitaxie-Verfahrens (LPE) besteht darin, die Temperatur des Siliziumfilms durch Schmelzen des Siliziums in der Matrix zu senken. Das amerikanische Unternehmen Astropower verwendet LPE zur Herstellung einer Batterie mit einem Wirkungsgrad von 12,2%. Chen Zheliang vom China Optoelectronics Development Technology Center verwendete Flüssigphasen-Epitaxie zum Züchten von Siliziumkörnern auf metallurgischen Siliziumwafern und entwarf einen neuen Solarzellentyp, der kristallinen Silizium-Dünnschichtsolarzellen ähnelt und als "Siliziumkorn" -Solarenergie bezeichnet wird. Batterie, aber Berichte über die Leistung wurden nicht gesehen.

Polykristalline Silizium-Dünnschichtbatterien sind weitaus weniger effizient als Einkristall-Silizium und weisen kein Problem der Effizienzverschlechterung auf. Sie können auf kostengünstigen Substratmaterialien hergestellt werden, die viel kostengünstiger als einkristalline Siliziumzellen und effizienter als amorphe Siliziumfilme sind . Batterien, daher Polysilicium-Dünnschichtbatterien, werden bald den Solarmarkt dominieren.

1.3 Dünnschichtsolarzelle aus amorphem Silizium

Zwei Hauptprobleme bei der Entwicklung von Solarzellen sind: Verbesserung der Umwandlungseffizienz und Reduzierung der Kosten. Aufgrund der geringen Kosten und der bequemen Massenproduktion von Dünnschichtsolarzellen aus amorphem Silizium ist es weithin anerkannt und schnell entwickelt worden. Bereits in den frühen 1970er Jahren haben Carlson et al. begann amorphe Siliziumzellen zu entwickeln. Im Laufe des Jahres hat sich die Forschungs- und Entwicklungsarbeit rasant entwickelt. Derzeit stellen viele Unternehmen auf der Welt solche Batterieprodukte her.

Amorphes Silizium als Solarmaterial ist ein gutes Batteriematerial, aber da seine optische Bandlücke 1,7 eV beträgt, ist das Material selbst unempfindlich gegenüber dem langwelligen Bereich des Sonnenstrahlungsspektrums, wodurch die Umwandlungseffizienz von Solarzellen aus amorphem Silizium begrenzt wird . Darüber hinaus wird sein photoelektrischer Wirkungsgrad mit der Fortsetzung der Beleuchtungszeit, dem sogenannten Photo-Degradation-SW-Effekt, abgeschwächt, der die Batterieleistung instabil macht. Die Lösung für diese Probleme besteht darin, eine Tandemsolarzelle herzustellen, die durch Abscheiden einer oder mehrerer Pin-Unterzellen auf einer vorbereiteten p, i, n-Schicht-Einzelübergangssolarzelle hergestellt wird. Die Hauptprobleme der laminierten Solarzelle zur Verbesserung der Umwandlungseffizienz und zur Lösung der Instabilität der Single-Junction-Batterie sind folgende: 1. Sie setzt die Materialien verschiedener verbotener Bandbreiten zusammen, um den spektralen Antwortbereich zu verbessern. 2 Die oberste Schicht der Batterie ist dünner. Die Intensität des durch die Beleuchtung erzeugten elektrischen Feldes ändert sich nicht wesentlich, wodurch sichergestellt wird, dass die durch Licht erzeugten Ladungsträger in der i-Schicht extrahiert werden. In 3 ist der von der unteren Zelle erzeugte Träger etwa die Hälfte der einzelnen Zelle, und der photoinduzierte Zerfallseffekt ist verringert; Die Batterien sind in Reihe geschaltet.

Es gibt viele Herstellungsverfahren für Dünnschichtsolarzellen aus amorphem Silizium, einschließlich reaktivem Sputtern, PECVD, LPCVD usw. Das Reaktionsrohstoffgas ist H2-verdünntes SiH4, das Substrat besteht hauptsächlich aus Glas und rostfreiem Stahl und amorphes Silizium wird hergestellt. Die Einzelzellenbatterie und die Tandemsolarzelle können durch den Film durch verschiedene Batterieprozesse getrennt hergestellt werden. Gegenwärtig hat die Forschung an amorphen Siliziumsolarzellen zwei wesentliche Fortschritte erzielt: Die Umwandlungseffizienz der ersten und dritten amorphen Siliziumsolarzellen mit gestapelter Struktur erreichte 13% und stellte einen neuen Rekord auf; Die zweite dreischichtige Solarzelle hat eine jährliche Produktionskapazität von 5 MW. Die Single-Junction-Solarzelle der United Solar Corporation (VSSC) hat einen maximalen Umwandlungswirkungsgrad von 9,3% und einen maximalen Umwandlungswirkungsgrad der Dreischichtbatterie mit drei Bandlücken von 13%.

Die obige maximale Umwandlungseffizienz wurde mit einer Batterie mit kleiner Fläche (0,25 cm²) erhalten. In der Literatur wurde berichtet, dass die Umwandlungseffizienz von Solarzellen aus amorphem Silizium mit einem Übergang 12,5% übersteigt. Die Academia Sinica hat eine Reihe neuer Maßnahmen ergriffen, um eine Umwandlungseffizienz von 13,2% für amorphe Siliziumzellen zu erreichen. Es gibt nicht viele Untersuchungen zu Dünnschichtbatterien aus amorphem Silizium, insbesondere zu laminierten Solarzellen in China. Yan Xinhua von der Nankai University verwendet Industriematerialien und eine Rückelektrode mit einer Fläche von 20 × 20 cm2 und einer Umwandlungseffizienz von 8,28% wird hergestellt. Si / a-Si-laminierte Solarzellen.

Solarzellen aus amorphem Silizium haben aufgrund ihrer hohen Umwandlungseffizienz, geringen Kosten und ihres geringen Gewichts ein großes Potenzial. Gleichzeitig wirkt es sich aufgrund seiner geringen Stabilität direkt auf seine praktische Anwendung aus. Wenn das Stabilitätsproblem weiter gelöst und das Problem der Umwandlungsrate verbessert werden kann, ist die Solarzelle aus amorphem Silizium zweifellos eines der Hauptentwicklungsprodukte der Solarzelle.

2 Mehrschicht-Dünnschichtsolarzellen

Um Alternativen zu monokristallinen Siliziumzellen zu finden, entwickeln sich neben der Entwicklung von polykristallinem Silizium auch Dünnschichtsolarzellen aus amorphem Silizium und entwickeln weiterhin Solarzellen aus anderen Materialien. Unter diesen umfasst es hauptsächlich Galliumarsenid-III-V-Verbindungen, Cadmiumsulfid- und Kupfer-Wismut-Selenid-Dünnschichtbatterien. Unter den obigen Batterien sind die Kosten niedriger als die von Dünnschichtsolarzellen aus amorphem Silizium, obwohl die Effizienz von polykristallinen Cadmiumsulfid- und Cadmiumtellurid-Dünnschichtszellen höher ist als die von Einkristall-Siliziumzellen, und es ist auch leicht in Massenproduktion herzustellen Da Cadmium jedoch hochgiftig ist, ist eine ernsthafte Umweltverschmutzung daher nicht der ideale Ersatz für kristalline Siliziumsolarzellen

Galliumarsenid-III-V-Verbindungen und Kupfer-Indium-Selenid-Dünnfilme haben aufgrund ihrer hohen Umwandlungseffizienz breite Aufmerksamkeit erhalten. GaAs ist ein III-V-Verbindungshalbleitermaterial mit einer Energielücke von 1,4 eV, was ein Wert für Sonnenlicht mit hohem Absorptionsvermögen ist und daher ein ideales Batteriematerial ist. Die Herstellung von III-V-Verbunddünnschichtbatterien wie GaAs basiert hauptsächlich auf der MOVPE- und LPE-Technologie, und die nach dem MOVPE-Verfahren hergestellte GaAs-Dünnschichtbatterie wird von vielen Parametern wie Substratversetzung, Reaktionsdruck, III-V-Verhältnis und Gesamtfluss beeinflusst Bewertung.

Neben GaAs wurden auch andere III-V-Verbindungen wie Gasb, GaInP und andere Batteriematerialien entwickelt. 1998 betrug die Umwandlungseffizienz von GaAs-Solarzellen, die vom Freiburger Forschungsinstitut für das Sonnensystem in Deutschland hergestellt wurden, 24,2%, was in Europa verzeichnet wurde. Die Umwandlungseffizienz der ersten vorbereiteten GaInP-Batterie betrug 14,7%. Siehe Tabelle 2. Darüber hinaus verwendet das Institut eine gestapelte Struktur zur Herstellung von GaAs, Gasb-Batterien, die mit zwei getrennten Zellen gestapelt sind. GaAs wird als obere Batterie und Gasb als untere Batterie verwendet. Der Batteriewirkungsgrad beträgt 31,1%. .

Kupfer-Indium-Selen CuInSe2 wird als CIC abgekürzt. Die Energie des CIS-Materials wird auf 1 reduziert. Lev ist für die photoelektrische Umwandlung von Sonnenlicht geeignet. Darüber hinaus gibt es keinen photoinduzierten Abbau von CIS-Dünnschichtsolarzellen. Daher hat auch die Verwendung von CIS als Material für Dünnschichtsolarzellen mit hoher Umwandlungseffizienz Aufmerksamkeit erregt.

Die Herstellung eines CIS-Batteriefilms umfasst hauptsächlich ein Vakuumverdampfungsverfahren und ein Selenisierungsverfahren. Bei dem Vakuumverdampfungsverfahren werden Kupfer, Indium und Selen unter Verwendung entsprechender Verdampfungsquellen aufgedampft, und das Selenisierungsverfahren ist die Selenisierung unter Verwendung eines H2Se-laminierten Films, aber es ist schwierig, durch dieses Verfahren ein einheitliches CIS zu erhalten. Die CIS-Dünnschichtbatterie ist von ursprünglich 8% Umwandlungseffizienz in den 1980er Jahren auf derzeit 15% gestiegen. Die Gallium-dotierte CIS Batterie von Matsushita Electric Industrial Co. entwickelt, Ltd einen photoelektrischen Umwandlungswirkungsgrad von 15,3% (Bereich 1 cm ²). 1995 entwickelte das US-amerikanische Forschungslabor für erneuerbare Energien einen Umwandlungswirkungsgrad von 17,1% der GUS-Solarzellen. Dies ist mit Abstand der höchste Umwandlungswirkungsgrad der Batterie weltweit. Es wird erwartet, dass die Umwandlungseffizienz von CIS-Batterien bis 2000 20% erreichen wird, was polykristallinen Siliziumsolarzellen entspricht.

Als Halbleitermaterial für Solarzellen bietet CIS die Vorteile eines niedrigen Preises, einer guten Leistung und eines einfachen Verfahrens und wird in Zukunft eine wichtige Richtung für die Entwicklung von Solarzellen sein. Das einzige Problem ist die Quelle des Materials. Da sowohl Indium als auch Selen relativ seltene Elemente sind, ist die Entwicklung solcher Batterien zwangsläufig begrenzt.

3 Mehrschicht-Polymer-Solarzelle vom Typ Polymer

Der Ersatz anorganischer Materialien durch Polymere in Solarzellen ist nur der Anfang einer Forschungsrichtung für Solarzellensysteme. Das Prinzip besteht darin, mehrere Redoxpotentiale verschiedener Redoxpolymere zu verwenden, um eine mehrschichtige Rekombination auf der Oberfläche des leitenden Materials (Elektrode) durchzuführen, um eine unidirektionale leitende Vorrichtung ähnlich einem anorganischen PN-Übergang zu bilden. Die innere Schicht einer der Elektroden wird durch ein Polymer mit einem niedrigeren Reduktionspotential modifiziert, das Reduktionspotential des äußeren Schichtpolymers ist höher, die Elektronentransferrichtung kann nur von der inneren Schicht auf die äußere Schicht übertragen werden; Die andere Elektrode ist umgekehrt modifiziert und die erste. Die Reduktionspotentiale der beiden Polymere an den Elektroden sind höher als die Reduktionspotentiale der beiden letztgenannten Polymere. Wenn zwei modifizierte Elektroden in einer Elektrolytwelle angeordnet sind, die einen Photosensibilisator enthält, werden die vom Photosensibilisator erzeugten Elektronen auf die Elektrode mit niedrigerem Reduktionspotential übertragen, und die auf der Elektrode mit niedrigerem Reduktionspotential akkumulierten Elektronen können nicht auf das Polymer der äußeren Schicht übertragen werden. und kann nur durch den externen Stromkreis durch die Elektrode mit höherem Reduktionspotential zur Elektrolyse zurückgeführt werden. Flüssigkeit, so dass im externen Stromkreis ein Photostrom erzeugt wird.

Aufgrund der Flexibilität organischer Materialien, der einfachen Herstellung, der breiten Materialquelle und der geringen Kosten ist es für die großflächige Nutzung von Sonnenenergie von großer Bedeutung, billige elektrische Energie bereitzustellen. Die Forschung zur Herstellung von Solarzellen aus organischen Materialien hat jedoch gerade erst begonnen, und weder die Lebensdauer noch die Batterieeffizienz können mit anorganischen Materialien, insbesondere Siliziumbatterien, verglichen werden. Ob es zu einem Produkt von praktischer Bedeutung entwickelt werden kann, muss noch weiter untersucht werden.

4 nanokristalline chemische Solarzellen

Solarzellen auf Siliziumbasis sind zweifellos die ausgereiftesten Solarzellen, aber aufgrund der hohen Kosten sind sie weit davon entfernt, die Anforderungen einer groß angelegten Förderung und Anwendung zu erfüllen. Zu diesem Zweck erforschen die Menschen weiterhin Prozesse, neue Materialien, Dünnfilme und andere Aspekte, und die neu entwickelten chemischen Solarzellen aus Nano-TiO2-Kristallen haben die Aufmerksamkeit von Wissenschaftlern im In- und Ausland erhalten.

Seit der Entwicklung chemischer Nano-TiO2-Solarzellen durch Professor Gratzel aus der Schweiz forschen auch einige inländische Einheiten auf diesem Gebiet. Nanokristalline chemische Solarzellen (kurz NPCs) werden durch Modifizieren und Zusammensetzen eines verbotenen Halbleitermaterials auf einem anderen Halbleitermaterial mit großer Lücke gebildet. Das Halbleitermaterial mit enger Bandlücke verwendet Übergangsmetalle wie Ru und Os. Der sensibilisierende Farbstoff, das Halbleitermaterial mit großer Lücke, ist nanopolykristallines TiO 2 und wird zu einer Elektrode verarbeitet, und die NPC-Batterie verwendet auch einen geeigneten Oxidations-Reduktions-Elektrolyten. Das Arbeitsprinzip von nanokristallinem TiO2: Die Farbstoffmoleküle absorbieren die Sonnenenergie, um in den angeregten Zustand überzugehen, der angeregte Zustand ist instabil und die Elektronen werden schnell in das benachbarte TiO2-Leitungsband injiziert. Die im Farbstoff verlorenen Elektronen werden vom Elektrolyten schnell kompensiert und treten in das TiO2-Leitungsband ein. Die Elektrizität im Finale tritt in den leitenden Film ein und erzeugt dann einen Photostrom durch die äußere Schleife.

Die Vorteile nanokristalliner TiO2-Solarzellen sind ihre geringen Kosten, ihr einfacher Prozess und ihre stabile Leistung. Sein photoelektrischer Wirkungsgrad ist stabil bei mehr als 10% und die Produktionskosten betragen nur 1/5 bis 1/10 der Siliziumsolarzelle. Die Lebenserwartung kann mehr als 20 Jahre erreichen. Aufgrund der Forschung und Entwicklung solcher Batterien wird jedoch davon ausgegangen, dass sie in naher Zukunft schrittweise auf den Markt kommen werden.

5 Trend zur Entwicklung von Solarzellen

Wie aus der Diskussion der obigen Aspekte ersichtlich ist, werden als Material einer Solarzelle eine III-V-Verbindung und ein CIS aus seltenen Elementen hergestellt, obwohl die von ihnen hergestellten Solarzellen eine hohe Umwandlungseffizienz aufweisen, jedoch aus dem Material Quelle, dies ist Solar-ähnliche Batterien werden in Zukunft wahrscheinlich nicht dominieren. Die beiden anderen Arten von nanokristallinen Batteriesolarzellen und polymermodifizierten Elektroden existieren in Solarenergie. Ihre Forschung hat gerade erst begonnen, die Technologie ist nicht sehr ausgereift und die Umwandlungseffizienz ist immer noch relativ niedrig. Diese beiden Batterietypen befinden sich in kurzer Zeit noch in der Explorationsphase. Es ist unmöglich, die Solarzellen zu ersetzen. Aus Sicht der Umwandlungseffizienz und der Materialquelle liegt der zukünftige Entwicklungsschwerpunkt daher weiterhin auf Siliziumsolarzellen, insbesondere Dünnschichtzellen aus Polysilizium und amorphem Silizium. Aufgrund der hohen Umwandlungseffizienz und der relativ geringen Kosten von Dünnschichtbatterien aus polykristallinem Silizium und amorphem Silizium wird die monokristalline Siliziumbatterie schließlich ersetzt und zum führenden Produkt auf dem Markt.

Die Verbesserung der Umwandlungseffizienz und die Reduzierung der Kosten sind die beiden Hauptfaktoren, die bei der Herstellung von Solarzellen berücksichtigt werden müssen. Für aktuelle Siliziumsolarzellen ist es schwierig, die Umwandlungseffizienz weiter zu verbessern. Daher sollte sich die zukünftige Forschung nicht nur auf die Weiterentwicklung neuer Batteriematerialien konzentrieren, sondern auch auf die Kostensenkung. Bestehende Solarzellen mit hoher Umwandlungseffizienz werden auf hochwertigen Siliziumwafern hergestellt, was der teuerste Teil bei der Herstellung von Siliziumsolarzellen ist. Daher ist es sehr wichtig, die Kosten des Substrats zu reduzieren, wenn die Umwandlungseffizienz noch hoch ist. Es ist auch ein dringendes Problem für die zukünftige Entwicklung von Solarzellen. In letzter Zeit wurden einige Technologien verwendet, um Siliziumstreifen als Substrate von polykristallinen Silizium-Dünnschichtsolarzellen im Ausland herzustellen.

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