Ιστορικό ανάπτυξης υλικών στα φωτοβολταϊκά

Στη βιομηχανία φωτοβολταϊκών, η επιλογή και η ανάπτυξη υλικών διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στην απόδοση και το κόστος των ηλιακών κυψελών. Ακολουθεί μια επισκόπηση της χρήσης και του ιστορικού ανάπτυξης των υλικών στη βιομηχανία φωτοβολταϊκών σε διαφορετικά περιβάλλοντα.

Μονοκρυσταλλικό πυρίτιο: Το μονοκρυσταλλικό πυρίτιο είναι ένα από τα πρώτα υλικά που χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανία φωτοβολταϊκών. Έχει υψηλή καθαρότητα και καλή ηλεκτρονική δομή, επομένως έχει υψηλή απόδοση μετατροπής. Ωστόσο, η διαδικασία παρασκευής μονοκρυσταλλικού πυριτίου είναι πολύπλοκη και δαπανηρή, γεγονός που περιορίζει την εμπορική εφαρμογή του σε μεγάλη κλίμακα.

Πολυπυρίτιο: Το πολυπυρίτιο είναι ένα φθηνότερο εναλλακτικό υλικό. Λόγω της ανωμαλίας της δομής των κόκκων του, η απόδοση μετατροπής του είναι ελαφρώς χαμηλότερη από αυτή του μονοκρυσταλλικού πυριτίου. Ωστόσο, λόγω της σχετικά απλής διαδικασίας παρασκευής του πολυπυριτίου, το κόστος του είναι χαμηλότερο και χρησιμοποιείται ευρέως σε φωτοβολταϊκά συστήματα για μαζική παραγωγή και εμπορική προώθηση.

Ηλιακά κύτταρα λεπτής μεμβράνης: Με την ανάγκη περαιτέρω μείωσης του κόστους και επεκτασιμότητας, τα ηλιακά κύτταρα λεπτής μεμβράνης αρχίζουν να κερδίζουν την προσοχή. Οι ηλιακές κυψέλες λεπτής μεμβράνης χρησιμοποιούν μια ποικιλία διαφορετικών υλικών, όπως σεληνιούχο γάλλιο ινδίου χαλκού (CIGS), θείο χαλκού ψευδάργυρου κασσίτερου (CZTS) και καρβαμικό (περοβσκίτης). Αυτά τα υλικά προσφέρουν χαμηλότερο κόστος κατασκευής και μεγαλύτερη ευελιξία, αλλά επί του παρόντος αντιμετωπίζουν προκλήσεις όσον αφορά την απόδοση και τη σταθερότητα μετατροπής.

Αναδυόμενα υλικά: Εκτός από τα παραδοσιακά υλικά με βάση το πυρίτιο και τα υλικά ηλιακών κυψελών λεπτής μεμβράνης, υπάρχουν επίσης ορισμένα αναδυόμενα υλικά που εμφανίζονται στη βιομηχανία φωτοβολταϊκών. Για παράδειγμα, τα οργανικά ηλιακά κύτταρα χρησιμοποιούν οργανικά υλικά ημιαγωγών και είναι χαμηλού κόστους, ελαφριά και εύκαμπτα, αλλά η απόδοση μετατροπής τους είναι σχετικά χαμηλή. Επιπλέον, τα ηλιακά κύτταρα περοβσκίτη είναι μια νέα τεχνολογία ηλιακών κυψελών που έχει προσελκύσει ευρεία προσοχή τα τελευταία χρόνια, με τη δυνατότητα υψηλής απόδοσης μετατροπής και χαμηλού κόστους κατασκευής.

Συνοψίζοντας, κάτω από διαφορετικές συνθήκες, τα υλικά που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία φωτοβολταϊκών έχουν βιώσει έναν μετασχηματισμό από παραδοσιακά υλικά με βάση το πυρίτιο σε υλικά ηλιακών κυψελών λεπτής μεμβράνης και έχουν επίσης εμφανιστεί ορισμένα αναδυόμενα υλικά. Στο μέλλον, με την πρόοδο της επιστήμης και της τεχνολογίας και τη συνεχή εξέλιξη των αναγκών, η ανάπτυξη φωτοβολταϊκών υλικών θα συνεχίσει να επιδιώκει υψηλότερη απόδοση μετατροπής, χαμηλότερο κόστος και καλύτερη βιωσιμότητα.

Xiamen Egret Solar New Energy Technology Co., Ltd.