Wat is dunfilm sonpanele

1. Wat is dunfilm sonpanele?

In teenstelling met die eerste generasie sonselle wat van enkel- of multikristallyne silikon gemaak word, word dunfilm sonpanele vervaardig deur 'n enkele of veelvuldige lae PV-elemente oor 'n oppervlak wat uit 'n verskeidenheid glas, plastiek of metaal bestaan ​​om om te skakel sonlig in elektrisiteit. En die mees gebruikte vir dun-film sonkrag tegnologie is kadmium telluride (CdTe), koper indium gallium selenied (CIGS), amorfe silikon (a-Si), en gallium arsenied (GaAs).

2 Die struktuur van dunfilm sonpanele

Dun-film sonpanele bestaan ​​uit 'n groot aantal dun-film sonselle en gebruik ligenergie (fotone) van die Son om elektrisiteit op te wek deur die fotovoltaïese effek Dit bevat ook lae, agterblad en aansluitkas, almal werk saam om die normale werking van die sonpanele te verseker.

Wat is dunfilm sonselle?

Dunfilm-sonselle is elektroniese toestelle wat sonlig in elektriese energie omskakel deur die fotovoltaïese effek. Dunfilmselle is geneig om baie minder materiaal te gebruik - die sel se aktiewe area is gewoonlik net 1 tot 10 mikrometer dik. Ook kan dunfilmselle gewoonlik in 'n groot-area-proses vervaardig word, wat 'n outomatiese, deurlopende produksieproses kan wees.

Wat meer is, dun-film sonpanele gebruik 'n dun laag van 'n deursigtige geleidende oksied, soos tinoksied om te werk. Terwyl dunfilmselle van baie klein kristallyne korrels van halfgeleiermateriale gemaak word om die elektriese veld beter te skep met 'n koppelvlak, wat 'n heterojunction genoem word. Oor die algemeen kan hierdie soort dunfilmtoestelle gemaak word as 'n enkele eenheid - dit wil sê monolities - met laag op laag wat opeenvolgend op een of ander substraat neergelê word, insluitend afsetting van 'n antirefleksiebedekking en deursigtige geleidende oksied.

Wat is lae?

Gewoonlik het dunfilm-sonpaneel 'n baie dun (minder as 0,1 mikron) laag bo-op wat die "venster"-laag genoem word om ligenergie van slegs die hoë-energie-kant van die spektrum te absorbeer. Dit moet dun genoeg wees en 'n wyd genoeg bandgaping (2.8 eV of meer) hê om alle beskikbare lig deur die koppelvlak (heteroaansluiting) na die absorberende laag te laat. Die absorberende laag onder die venster, gewoonlik gedoteerde p-tipe, toegerus met 'n hoë absorpsievermoë (vermoë om fotone te absorbeer) vir hoë stroom en 'n geskikte bandgaping om 'n goeie spanning te verskaf.

Wat is agterblad?

As 'n polimeer of 'n kombinasie van polimere met verskeie bymiddels, is agterblad ontwerp om 'n versperring tussen die sonselle en die buite-omgewing te bied. Waaruit ons kan sien die agterblad is 'n kritieke komponent in die duursaamheid, doeltreffendheid en lang lewe van 'n sonpaneel.

Wat is aansluitboks?

As 'n elektriese omhulsel wat gebruik word om elektriese verbindings te huisves en te beskerm, is aansluitboks spesiaal ontwerp om 'n veilige en veilige omgewing vir elektriese verbindings te bied om toevallige kontak met lewendige drade te voorkom en om toekomstige onderhoud of herstelwerk te vereenvoudig. Gewoonlik is 'n PV-aansluitingsboks aan die agterkant van die sonpaneel geheg en funksioneer as sy uitset-koppelvlak. Eksterne verbindings vir die meeste fotovoltaïese modules gebruik MC4-verbindings om maklike weerbestande verbindings met die res van die stelsel te fasiliteer. 'n USB-kragkoppelvlak kan ook gebruik word.

3 Die ontwikkelingsgeskiedenis van dunfilm sonpanele

Die geskiedenis van dunfilm sonpanele dateer terug na die 1970's, toe navorsers hul vuisverkenning begin het oor die gebruik van dunfilm (a-Si) van halfgeleiers om sonenergie te benut, destyds die belangstelling in dunfilmtegnologie vir kommersiële gebruik en lugvaarttoepassings bevorder die ontwikkeling van amorfe silikon dun-film sonkrag toestelle.

In die 1980's het vooruitgang in tegnologie die uitbreiding van bestaande dunfilmmateriaal na nuwes vergemaklik, soos kadmiumtelluride (CdTe) en koperindiumgalliumselenied (CIGS), wat hoër omskakelingsdoeltreffendheid en laer produksiekoste het.

1990's en 2000's was 'n tyd van beduidende vooruitgang in die verkenning van nuwe derdegenerasie sonkragmateriaal - materiale met die potensiaal om teoretiese doeltreffendheidsperke vir tradisionele vastestofmateriale te oorkom. Mang nuwe produkte soos kleurstof-sensitiewe sonselle, kwantum dot sonselle is ontwikkel.

In die 2010's en vroeë 2020's het innovasie in dunfilm-sonkragtegnologie pogings ingesluit om derdegenerasie-sonkragtegnologie na nuwe toepassings uit te brei en om produksiekoste te verlaag. In 2004 het die Nasionale Hernubare Energie Laboratorium (NREL) 'n wêreldrekorddoeltreffendheid van 19,9% vir 'n CIGS-dunfilmmodule behaal.In 2022 is buigsame organiese dunfilmsonselle in materiaal geïntegreer.

Deesdae maak buigsame organiese dunfilm-sonselle wat in vervaardigings geïntegreer is, hulle 'n beter keuse as tradisionele silikonpanele. En dunfilmtegnologie het ongeveer 19% van die totale V.S. markaandeel in dieselfde jaar, insluitend 30% van nutskaalproduksie.

4.Die tipes sonpanele

Daar is verskeie soorte materiale wat gebruik word om dunfilm sonselle te vervaardig, gebaseer op hul grondstowwe, kan hulle in vier soorte verdeel word 

l Kadmium Telluride (CdTe) Dunfilmpanele is 'n tipe sonpaneel wat 'n dun laag kadmiumtelluried gebruik wat op 'n substraatmateriaal, soos glas of vlekvrye staal, as die halfgeleiermateriaal neergelê is. Nie net liggewig en maklik om te installeer nie, hulle het ook hoë energieproduksie in lae ligtoestande, wat beteken dat hulle selfs in bewolkte of bewolkte weer elektrisiteit kan opwek. Daar word beraam dat CdTe dunfilm sonpanele 'n doeltreffendheid van 19% bereik het onder Standaard Toetstoestande (STC), maar enkelsonselle het doeltreffendheid van 22,1% behaal. Daar is egter 'n paar kommer oor die toksisiteit van kadmium, aangesien dit 'n swaar metaal is wat omgewingskade kan veroorsaak as dit nie behoorlik weggedoen word nie.

l Koper Indium Gallium Selenide (CIGS) Dunfilm Panele word vervaardig deur 'n molibdeen (Mo) elektrodelaag oor die substraat te plaas deur 'n sputterproses In vergelyking met ander FV-tegnologieë, het hulle 'n hoë doeltreffendheid en kan 'n teoretiese doeltreffendheid van 33% in die toekoms behaal. Daarbenewens is hulle minder geneig om te kraak of te breek en is dit maklik om te werk. Ten spyte van hierdie voordele is die koste egter relatief duurder as vir ander tegnologieë, wat hul verdere ontwikkeling kan belemmer.

l Amorfe silikon (a-Si) dunfilmpanele word vervaardig deur glasplate of buigsame substrate te verwerk, saam met 'n p-i-n of n-i-p konfigurasie. Voordele van a-Si-dunfilmpanele sluit in hul buigsaamheid en liggewigkonstruksie, wat hulle ideaal maak vir gebruik in draagbare toepassings, soos kampeer of om afstandsensors aan te dryf. Aangesien die geleidende glas vir hierdie panele egter duur is en die proses stadig is, is die prys daarvan relatief duur van byna $0,69/W.

l Gallium Arsenide (GaAs)-dunfilmpanele is meer kompleks as vir gewone dunfilmsonselle van die vervaardigingsproses. Dit is die moeite werd om te noem dat hulle hoë doeltreffendheid van tot 39,2% behaal en meer bestand is teen hitte en vog. Nietemin maak die vervaardigingstyd, koste vir die materiaal en hoëgroeimateriale dit 'n minder lewensvatbare keuse.

5. Die toepassings van dun-film sonpanele

As 'n opkomende klas alternatiewe vir silikonfotovoltaïese, word dunfilm sonpanele hoofsaaklik in die volgende velde gebruik.

l Gebou-geïntegreerde fotovoltaïese (BIPV)

Aangesien dunfilm-PV-panele tot 90 % ligter as silikonpanele kan wees, is een toepassing wat wêreldwyd wyd gewild begin raak BIPV, waar die sonpanele aan die dakteëls, vensters, swak strukture ensovoorts geheg word. Daarbenewens,  sommige tipes dun film PV kan semi-deursigtig gemaak word, wat help om estetika vir huise en geboue te behou, terwyl die moontlikheid van sonkragopwekking moontlik is.

l Ruimtetoepassings

As gevolg van die voordele van liggewig, hoogs doeltreffend, 'n wye werkingstemperatuurbereik, en selfs die skadeweerstand teen bestraling, was dunfilm sonpanele, veral CIGS- en GaAs-sonpanele, 'n ideaal vir ruimtetoepassings.

l Voertuie en mariene toepassings

Een algemene toepassing van dun-film sonpanele is die installering van buigsame FV-modules op voertuigdakke (veral RV's of busse) en die dekke van bote en ander vaartuie, wat gebruik kan word om elektrisiteit aan te dryf en terselfdertyd estetika te behou.

l Draagbare toepassings

Die oordraagbaarheid en grootte daarvan het dit 'n volhoubare ontwikkeling verskaf in klein selfaangedrewe elektronika en Internet of Things (IoT)-sektor, wat na verwagting in die komende jare aansienlik sal groei. En met die vooruitgang daarvan, kan dit verder toegepas word op afgeleë plekke met opvoubare sonpanele, sonkragbanke, sonkrag-aangedrewe skootrekenaars en so meer.

6. Die ontwikkelingstendense van dunfilm sonpanele

Met die toenemende aanvaarding van sonenergie wêreldwyd, die implementering van streng energiebeperkings en die toenemende regeringspogings om groen bronne in die netwerk te integreer, word verwag dat dunfilm sonpanele teen 2030 ongeveer USD 27.11 miljard sal bereik met 'n merkwaardige CAGR van 8.29% vanaf 2022 tot 2030 Die toename word aangedryf deur sy voordele en R&D, aangesien hulle uiters ekonomies is en maklik geskep kan word, gebruik minder materiaal en produseer minder afval. En die R&D om sonkrag-uithouvermoë en werkverrigting te verbeter, sal ook nuwe geleenthede vir markgroei skep.

Geleenthede kom egter saam met uitdagings. Die hoë vlakke van mededinging, 'n veranderende regulatoriese omgewing sowel as die beskikbaarheid van skaars finansies en hulpbronne beteken dat hulle tans moontlik nie 'n aansienlike deel van die wêreldmarkaandeel kan neem nie.

7 Die beleggingsontleding van dunfilm sonpanele

Die mark vir dunfilm-sonselle blyk die afgelope paar jaar te ontwikkel, wat deur verskeie faktore aangedryf word.

l Produktipe-analise

In 2018 het CdTe elektrisiteit geproduseer teen 'n prys wat aansienlik laer was as of gelykstaande aan dié van konvensionele fossielbrandstof-energiebronne. Vanweë die nie-giftige, goedkoop bedryfs- en produksiekoste, het die kadmiumtelluried-kategorie tans die wêreldwye dunfilm-sonselmark oorheers, en daar word verwag dat dit gedurende die voorspellingsperiode teen die vinnigste sal aanhou groei.

l Eindgebruikeranalise

Die stygende ontwikkeling en navorsing om installasie- en instandhoudingskoste te verlaag, kan verbruikersbehoeftes 'n hupstoot gee. In 2022 het die nutsmark die wêreldwye dunfilm-sonselmark oorheers, en daar word voorspel dat dit teen die vinnigste tempo deur die voorspellingsperiode sal aanhou ontwikkel. . Aangesien dunfilm sonpanele teen 'n baie stadiger pas afbreek, bied hulle 'n potensiële alternatief vir die tradisionele c-Si sonpanele.

l Streeksanalise

Asië-Stille Oseaan was die grootste streek ter wêreld vir dun-film sonselle in 2022, en daar word verwag dat dit sal voortgaan om teen die hoogste tempo uit te brei, wat deur baie faktore aangedryf word. Byvoorbeeld, as die grootste sonkrag-PV-markte regoor die wêreld, sal China die teiken vir hernubare energie teen 2030 van 20% tot 35% verhoog. En nuts-skaal fotovoltaïese fasiliteite in China gebruik meestal dunfilm-tegnologie. Boonop het Japan ook sy voorneme verklaar om slegs volhoubare krag in die verder te gebruik.

8 Dinge om te oorweeg vir hoë kwaliteit dunfilm sonpanele

By die aankoop van sonpanele moet nie net die prys en kwaliteit in ag geneem word nie, ander faktore moet ook in gedagte gehou word.

l Doeltreffendheid: Hoë doeltreffendheid kan meer van die son se energie in elektrisiteit omskakel. Oor die algemeen kan 'n hoër konsentrasie ladingdraers die doeltreffendheid van die sonsel verhoog deur die geleidingsvermoë te verhoog. Die byvoeging van 'n konsentrator by 'n sonsel help nie net om doeltreffendheid te verhoog nie, maar kan ook die spasie, materiaal en koste wat nodig is om die sel te vervaardig, verminder.

l Duursaamheid en leeftyd: Sommige dunfilmmodules het ook probleme met agteruitgang onder verskillende toestande. Onder alle materiale, CdTe vertoon die beste weerstand teen prestasie agteruitgang met temperatuur. En anders as ander dunfilmmateriale, is CdTe geneig om taamlik veerkragtig te wees teen omgewingstoestande soos temperatuur en vog, maar buigsame CdTe-panele kan werkverrigting agteruitgaan onder toegepaste spanning of spanning.

l Gewig: Dit verwys na die digtheid van die dunfilm sonpaneel. Oor die algemeen is dunfilm sonpaneel liggies geweeg, so jy moet nie bang wees om dooie gewig op jou dak toe te pas nie. Nietemin moet die gewig steeds in ag geneem word wanneer u een kies om te verseker dat dit nie oorlaai word vir installasie nie.

l Temperatuur: Dit beteken die minimum en maksimum temperatuur waarin die Thin Film sonpaneel kan funksioneer. Oor die algemeen word al die beste dunfilm sonpanele beskou as 'n minimum temperatuur van -40°C en 'n maksimum temperatuur van 80°C.