Unsa ang Thin-film Solar Panels

1. Unsa ang Thin-film Solar Panels?

Dili sama sa unang henerasyon nga mga solar cell nga gihimo sa single-o multi-crystalline nga silicon, ang thin-film solar panels gihimo gamit ang usa o daghang layer sa PV nga mga elemento sa ibabaw sa usa ka nawong nga gilangkoban sa nagkalain-laing bildo, plastik, o metal aron mabag-o. kahayag sa adlaw ngadto sa elektrisidad. Ug ang kasagarang gigamit alang sa thin-film solar nga teknolohiya mao ang cadmium telluride (CdTe), copper indium gallium selenide (CIGS), amorphous silicon (a-Si), ug gallium arsenide (GaAs).

2 Ang Istruktura sa Thin-film nga mga Solar Panel

Ang Thin-film Solar Panels naglangkob sa daghang gidaghanon sa thin-film solar cells ug naggamit sa kahayag nga enerhiya (photon) gikan sa Adlaw aron makamugna og elektrisidad pinaagi sa photovoltaic effect Naglakip usab kini sa mga layer, backsheet ug junction box, silang tanan nagtinabangay aron masiguro ang normal nga operasyon sa mga solar panel.

Unsa ang Thin-film solar cells?

Thin-film solar cells mao ang mga elektronik nga mga himan nga nag-convert sa kahayag sa adlaw ngadto sa elektrikal nga enerhiya pinaagi sa photovoltaic nga epekto.Thin-film nga mga cell uso sa paggamit sa mas ubos nga materyal -ang aktibo nga dapit sa cell kasagaran lamang 1 ngadto sa 10 micrometers gibag-on. Usab, ang nipis nga mga selyula sa pelikula kasagaran mahimo nga gihimo sa usa ka dako nga lugar nga proseso, nga mahimo nga usa ka awtomatiko, padayon nga proseso sa produksiyon.

Dugang pa, ang thin-film solar panels naggamit ug nipis nga layer sa transparent conducting oxide, sama sa tin oxide aron mogana. Samtang ang mga thin-film nga mga selula gihimo sa daghang gagmay nga kristal nga mga lugas sa semiconductor nga mga materyales aron mas makamugna sa electric field nga adunay interface, nga gitawag og heterojunction. Generalloy kini nga matang sa thin-film nga mga himan mahimo nga usa ka yunit - nga mao, monolithically - nga adunay layer sa layer nga sunod-sunod nga gideposito sa pipila nga substrate, lakip ang pagdeposito sa usa ka antireflection coating ug transparent conducting oxide.

Unsa ang mga layer?

Kasagaran ang thin-film solar panel adunay nipis kaayo (ubos sa 0.1 micron) nga layer sa ibabaw nga gitawag og "window" layer aron mosuhop sa kahayag nga enerhiya gikan lamang sa high-energy nga tumoy sa spectrum. Kinahanglan nga kini nipis ug adunay igo nga lapad nga bandgap (2.8 eV o labaw pa) aron ang tanang anaa nga kahayag pinaagi sa interface (heterojunction) ngadto sa absorbing layer. Ang absorbing layer sa ilawom sa bintana, kasagaran doped p-type, adunay taas nga pagsuyup (abilidad sa pagsuhop sa mga photon) alang sa taas nga kasamtangan ug usa ka angay nga band gap aron makahatag og maayo nga boltahe.

Unsa ang backsheet?

Ingon usa ka polimer o kombinasyon sa mga polimer nga adunay lainlaing mga additives, ang backsheet gidisenyo aron maghatag usa ka babag tali sa mga solar cell ug sa gawas nga palibot. Gikan diin atong makita ang backsheet usa ka kritikal nga bahin sa kalig-on, kahusayan, ug taas nga kinabuhi sa usa ka solar panel.

Unsa ang junction box?

Ingon usa ka electrical enclosure nga gigamit sa balay ug pagpanalipod sa mga koneksyon sa kuryente, ang junction box espesyal nga gidisenyo aron mahatagan ang usa ka luwas ug luwas nga palibot alang sa mga koneksyon sa elektrisidad aron malikayan ang aksidente nga pagkontak sa mga live wire ug aron mapasimple ang umaabot nga pagpadayon o pag-ayo. Kasagaran ang usa ka PV junction box gilakip sa likod sa solar panel ug naglihok isip interface sa output niini. Ang gawas nga mga koneksyon alang sa kadaghanan sa mga photovoltaic modules naggamit sa MC4 connectors aron mapadali ang sayon ​​nga weatherproof nga mga koneksyon sa ubang bahin sa sistema. Usa ka USB power interface mahimo usab nga gamiton.

3 Ang Kasaysayan sa Pag-uswag sa Thin-film nga mga Solar Panel

Ang kasaysayan sa thin-film solar panels nagsugod balik sa 1970s, sa dihang ang mga tigdukiduki nagsugod sa ilang kumo nga eksplorasyon sa paggamit sa thin film (a-Si) sa mga semiconductors aron magamit ang solar energy, niadtong panahona ang interes sa thin-film nga teknolohiya alang sa komersyal nga paggamit ug aerospace nga mga aplikasyon nagpasiugda sa pagpalambo sa amorphous silicon thin-film solar nga mga himan.

Sa 1980s, ang mga pag-uswag sa teknolohiya nagpadali sa pagpalapad sa kasamtangan nga thin-film nga mga materyales ngadto sa mga bag-o, sama sa cadmium telluride (CdTe) ug copper indium gallium selenide (CIGS), nga adunay mas taas nga conversion efficiencies ug mas ubos nga gasto sa produksyon.

Ang 1990s ug 2000s usa ka panahon sa mahinungdanong pag-uswag sa eksplorasyon sa bag-ong ikatulo nga henerasyon nga solar nga materyales–mga materyales nga adunay potensyal nga mabuntog ang teoretikal nga mga limitasyon sa kahusayan alang sa tradisyonal nga solid-state nga mga materyales. Mang bag-ong mga produkto sama sa dye-sensitized solar cells, quantum dot solar cells ang naugmad.

Sa 2010s ug sa sayong bahin sa 2020s, ang kabag-ohan sa thin-film solar nga teknolohiya naglakip sa mga paningkamot sa pagpalapad sa ikatulo nga henerasyon nga solar nga teknolohiya ngadto sa bag-ong mga aplikasyon ug sa pagpakunhod sa gasto sa produksyon. Sa 2004, ang National Renewable Energy Laboratory (NREL) nakab-ot ang usa ka world-record nga kahusayan nga 19.9% ​​alang sa usa ka CIGS thin-film module.

Karong panahona, ang flexible organic thin-film solar cells nga gi-integrate ngadto sa fabrications naghimo kanila nga mas maayong pagpili kay sa tradisyonal nga silicon panels. bahin sa merkado sa parehas nga tuig, lakip ang 30% sa produksiyon sa utility.

4.Ang mga Matang sa Solar Panels

Adunay ubay-ubay nga mga matang sa mga materyales nga gigamit sa paghimo sa thin-film solar cells, base sa ilang mga hilaw nga materyales, sila mahimong bahinon ngadto sa upat ka mga matang. 

l Cadmium Telluride (CdTe) Thin-Film Panels kay usa ka klase sa solar panel nga naggamit ug nipis nga layer sa cadmium telluride nga gideposito sa substrate nga materyal, sama sa bildo o stainless steel, isip semiconductor material. Dili lamang gaan ug sayon ​​nga i-install, sila usab adunay taas nga produksiyon sa enerhiya sa ubos nga kahayag nga mga kondisyon, nga nagpasabot nga sila makamugna og elektrisidad bisan sa madag-umon o madag-umon nga panahon. Gibanabana nga ang CdTe thin-film solar panels nakaabot sa 19% nga kahusayan ubos sa Standard Testing Conditions (STC), apan ang usa ka solar cell nakab-ot ang kahusayan nga 22.1%. Bisan pa, adunay pipila ka mga kabalaka bahin sa pagkahilo sa cadmium, tungod kay kini usa ka bug-at nga metal nga mahimong hinungdan sa kadaot sa kinaiyahan kung dili ilabay sa husto.

l Copper Indium Gallium Selenide (CIGS) Thin-Film Panels gihimo pinaagi sa pagbutang og molybdenum (Mo) electrode layer sa substrate pinaagi sa sputtering process. Kung itandi sa ubang mga teknolohiya sa PV, sila adunay taas nga kahusayan ug makab-ot ang usa ka teoretikal nga kahusayan nga 33% sa umaabot. Dugang pa, sila dili kaayo dali nga mabuak o mabuak ug dali nga maoperahan. Bisan pa, bisan pa niini nga mga bentaha, ang gasto medyo mas mahal kaysa sa ubang mga teknolohiya, nga mahimong makabalda sa ilang dugang nga pag-uswag.

l Ang Amorphous Silicon (a-Si) Thin-Film Panels gihimo pinaagi sa pagproseso sa mga glass plate o flexible substrates, kauban ang p-i-n o n-i-p configuration. Ang mga bentaha sa a-Si thin-film panels naglakip sa ilang pagka-flexible ug gaan nga konstruksyon, nga naghimo kanila nga sulundon alang sa paggamit sa madaladala nga mga aplikasyon, sama sa kamping o powering remote sensors. Apan, tungod kay ang conductive nga bildo alang niini nga mga panel mahal ug ang proseso hinay, ang presyo niini medyo mahal nga hapit $0.69/W.

l Gallium Arsenide (GaAs) Thin-Film Panels mas komplikado kay sa regular nga thin-film solar cells sa proseso sa paggama. Angayan nga hisgutan nga nakab-ot nila ang taas nga kahusayan hangtod sa 39.2% ug labi ka makasugakod sa kainit ug kaumog. Bisan pa, ang oras sa paghimo, gasto alang sa mga materyales, ug taas nga mga materyales sa pagtubo, naghimo niini nga dili kaayo mahimo nga kapilian.

5.Ang mga Aplikasyon sa Thin-film Solar Panels

Isip usa ka mitumaw nga klase sa mga alternatibo sa silicon photovoltaics, thin-film solar panels kasagarang gigamit sa mosunod nga mga natad.

l Building-Integrated nga Photovoltaics(BIPV)

Tungod kay ang manipis nga film PV panels mahimo’g hangtod sa 90% nga labi ka gaan kaysa mga silicon panel, usa ka aplikasyon nga nagsugod sa pagkapopular sa tibuuk kalibutan mao ang BIPV, diin ang mga solar panel gilakip sa mga tile sa atop, bintana, huyang nga istruktura ug uban pa. Dugang pa,  pipila ka mga matang sa manipis nga pelikula PV mahimo nga semi-transparent, nga makatabang sa pagpadayon sa aesthetics alang sa mga balay ug mga building samtang nagtugot sa posibilidad sa solar power generation.

l Mga aplikasyon sa wanang

Tungod sa mga bentaha sa gaan, labi ka episyente, usa ka halapad nga temperatura sa hanay sa operasyon, ug bisan ang resistensya sa kadaot batok sa radyasyon, ang mga manipis nga pelikula nga solar panel, labi na ang mga solar panel sa CIGS ug GaAs, usa ka sulundon alang sa mga aplikasyon sa wanang.

l Mga sakyanan ug mga aplikasyon sa dagat

Usa ka kasagarang aplikasyon sa thin-film solar panels mao ang pag-instalar sa flexible PV modules sa mga rooftop sa sakyanan (ilabi na ang mga RV o mga bus) ug ang mga deck sa mga sakayan ug uban pang mga barko, nga magamit sa pagpaandar sa elektrisidad samtang sa samang higayon nagpabilin ang mga aesthetics.

l Portable nga mga aplikasyon

Ang pagkadala ug gidak-on niini naghatag niini og usa ka malungtarong kalamboan sa gamay nga self-powered electronics ug Internet of Things (IoT) nga sektor, nga gilauman nga motubo pag-ayo sa umaabot nga mga tuig. Ug sa pag-uswag niini, mahimong magamit pa kini sa mga hilit nga lugar nga adunay mga foldable solar panels, solar power banks, solar-powered laptops ug uban pa.

6. Ang Mga Trend sa Pag-uswag sa Thin-film nga Solar Panels

Sa nagkadaghan nga pagdawat sa enerhiya sa solar sa tibuuk kalibutan, ang pagpatuman sa higpit nga mga pagdili sa enerhiya ug ang pagdugang nga mga paningkamot sa gobyerno nga i-integrate ang mga berde nga gigikanan sa grid, ang manipis nga mga solar panel gilauman nga maigo sa hapit $ 27.11 bilyon sa 2030 nga adunay usa ka talagsaon nga CAGR nga 8.29% gikan sa 2022 ngadto 2030 Ang pagtaas tungod sa mga bentaha niini ug ang R&D, tungod kay kini hilabihan ka ekonomikanhon ug dali nga mabuhat, gamay ra ang paggamit sa materyal ug gamay ra ang mahimo nga basura. Ug ang R&D aron mapauswag ang paglahutay ug pasundayag sa solar cell maghimo usab mga bag-ong oportunidad alang sa pagtubo sa merkado.

Bisan pa, ang mga oportunidad nag-uban sa hagit. Ang taas nga lebel sa kompetisyon, usa ka pagbag-o sa regulasyon nga palibot ingon man ang pagkaanaa sa nihit nga panalapi ug mga kahinguhaan nagpasabut nga sa pagkakaron dili nila makuha ang usa ka dako nga bahin sa bahin sa merkado sa kalibutan.

7 Ang Pagtuki sa Pamuhunan sa Thin-film nga mga Solar Panel

Ang merkado alang sa manipis nga pelikula nga mga solar cell makita nga nag-uswag sa bag-ohay nga mga tuig, nga gimaneho sa daghang mga hinungdan.

l Uri sa Produkto Pagtuki

Kaniadtong 2018, ang CdTe nagpatunghag elektrisidad sa presyo nga labi ka ubos kaysa o parehas sa naandan nga gigikanan sa enerhiya sa fossil fuel. Tungod sa dili makahilo, barato nga operasyon ug gasto sa produksiyon, sa pagkakaron ang kategorya nga cadmium telluride nagdominar sa tibuuk kalibutan nga thin-film solar cell market, ug gipaabut nga kini magpadayon sa pagtubo sa labing kadali nga rate sa tibuuk nga panahon sa panagna.

l Pagtuki sa Katapusan nga Gumagamit

Ang pagtaas sa pag-uswag ug panukiduki aron mapaubos ang mga gasto sa pag-install ug pagmentinar mahimo’g makapadako sa mga panginahanglanon sa mga konsumedor. Sa 2022, ang merkado sa utility nagdominar sa tibuuk kalibutan nga manipis nga pelikula nga solar cell nga merkado, ug gitagna nga kini magpadayon sa pag-uswag sa labing kadali nga rate sa panahon sa forecast. . Tungod kay ang mga manipis nga pelikula nga solar panel nagdaot sa labi ka hinay nga tulin, nagtanyag sila usa ka potensyal nga alternatibo sa tradisyonal nga c-Si solar panel.

l Rehiyonal nga Pagtuki

Ang Asia-Pacific mao ang kinadak-ang rehiyon sa kalibutan alang sa thin-film solar cells niadtong 2022, ug gipaabot nga kini magpadayon sa pagpalapad sa pinakataas nga rate, nga gimaneho sa daghang mga hinungdan. Pananglitan, isip ang kinadak-ang merkado sa solar PV sa tibuok kalibotan, ipataas sa China ang target alang sa renewable energy gikan sa 20% ngadto sa 35% sa 2030. Ug ang utility-scale solar Photovoltaic nga mga pasilidad sa China kasagaran naggamit sa thin-film nga teknolohiya. Dugang pa, gipahayag usab sa Japan ang katuyoan niini nga gamiton lamang ang malungtarong gahum sa dugang pa.

8 Mga Butang nga Ikonsiderar alang sa Taas nga kalidad nga Thin-film nga mga Solar Panel

Kung nagpalit mga solar panel, dili lamang ang presyo ug kalidad ang kinahanglan nga tagdon, ang ubang mga hinungdan kinahanglan usab nga hinumdoman.

l Episyente: Ang taas nga episyente makakabig sa dugang nga enerhiya sa adlaw ngadto sa elektrisidad. Kasagaran nga adunay mas taas nga konsentrasyon sa mga tagdala sa bayad mahimo’g madugangan ang kahusayan sa solar cell pinaagi sa pagdugang sa conductivity. Ang pagdugang sa usa ka concentrator sa usa ka solar cell dili lamang makatabang sa pagdugang sa kahusayan, apan mahimo usab nga makunhuran ang wanang, materyales, ug gasto nga gikinahanglan sa paghimo sa cell.

l Kalig-on ug tibuok kinabuhi: Ang ubang mga thin-film modules usab adunay mga isyu sa pagkadaot ubos sa lain-laing mga kondisyon. Taliwala sa tanan nga mga materyales, ang CdTe nagpakita sa labing kaayo nga pagsukol sa pagkadaot sa pasundayag nga adunay temperatura. Ug dili sama sa ubang mga thin-film nga mga materyales, ang CdTe lagmit nga medyo lig-on sa mga kondisyon sa kalikopan sama sa temperatura ug kaumog, apan ang mga flexible nga CdTe panels mahimong makasinati og pagkadaut sa performance ubos sa gipadapat nga mga stress o strain.

l Timbang: Kini nagtumong sa densidad sa thin-film solar panel. Sa kinatibuk-an, ang thin-film solar panel gamay ra ang gibug-aton mao nga dili ka angay mahadlok sa pagbutang og patay nga gibug-aton sa imong atop. Bisan pa, ang gibug-aton kinahanglan pa nga tagdon kung magpili usa aron masiguro nga dili kini mabug-atan alang sa pag-instalar.

l Temperatura: Kini nagpasabut nga ang minimum ug labing taas nga temperatura diin ang Thin Film solar panel mahimong molihok. Sa kinatibuk-an, ang tanan nga labing maayo nga thin film solar panels giisip nga adunay usa ka minimum nga temperatura sa -40°C ug ang labing taas nga temperatura sa 80°C.