Zer da film meheko eguzki-panelak

1. Zer dira film meheko eguzki-panelak?

Lehen belaunaldiko eguzki-zelulak silizio bakarreko edo multikristalinoz egindakoak ez bezala, film meheko eguzki-panelak PV elementuen geruza bakar bat edo anitz erabiliz fabrikatzen dira hainbat beira, plastiko edo metalez osatutako gainazalean, bihurtzeko. eguzki-argia elektrizitate bihurtu. Eta film meheko eguzki teknologiarako gehien erabiltzen direnak kadmio telururoa (CdTe), kobre indio galio seleniuroa (CIGS), silizio amorfoa (a-Si) eta galio arseniuroa (GaAs) dira.

2 Film meheko eguzki panelen egitura

Film meheko eguzki-panelak film meheko eguzki-zelula ugariz osatuta daude eta Eguzkiaren argi-energia (fotoiak) erabiltzen dute efektu fotovoltaikoaren bidez elektrizitatea sortzeko. Geruzak, atzeko orria eta lotura-kutxa ere barne hartzen ditu, denak elkarrekin lan egiten dute eguzki-panelen funtzionamendu normala bermatzeko.

Zer dira film meheko eguzki-zelulak?

Film meheko eguzki-zelulak efektu fotovoltaikoaren bidez eguzki-argia energia elektriko bihurtzen duten gailu elektronikoak dira. Film meheko zelulek askoz material gutxiago erabiltzeko joera dute -zelularen eremu aktiboa 1 eta 10 mikrometro arteko lodiera izan ohi da. Gainera, film meheko zelulak eremu handiko prozesu batean fabrikatu daitezke normalean, ekoizpen prozesu automatizatu eta jarraitua izan daitekeena.

Gainera, film meheko eguzki-panelek oxido eroale garden baten geruza mehe bat erabiltzen dute, adibidez, eztainu oxidoa funtzionatzeko. Film meheko zelulak material erdieroaleen ale kristalino txiki askoz osatuta dauden bitartean, eremu elektrikoa hobeto sortzeko interfaze batekin, heterojunkzioa deritzona. Orokorrean, film meheko gailu mota hauek unitate bakar gisa egin daitezke, hau da, monolitikoki, geruzaz geruza substraturen batean sekuentzialki metatzen direlarik, islapenaren aurkako estaldura eta oxido eroale gardena barne.

Zer da geruzak?

Normalean film meheko eguzki-panelek "leihoa" geruza izeneko geruza oso mehea (0,1 mikra baino gutxiago) dauka gainean, espektroaren energia handiko muturreko argi-energia xurgatzeko. Nahikoa mehea izan behar du eta nahikoa banda zabala izan behar du (2,8 eV edo gehiago), eskuragarri dagoen argi guztia interfazearen bidez (heterojunkzioa) geruza xurgatzailera uzteko. Leihoaren azpian dagoen geruza xurgatzailea, normalean dopatutako p motakoa, korronte handiko xurgapen handiko (fotoiak xurgatzeko gaitasuna) eta tentsio ona emateko banda-hutsune egokiaz hornitua.

Zer da atzeko orria?

Polimero gisa edo hainbat gehigarri dituzten polimeroen konbinazio gisa, atzeko xafla eguzki-zelulen eta kanpo-ingurunearen arteko hesi bat emateko diseinatuta dago. Bertatik ikus dezakegu atzeko orria eguzki-panel baten iraunkortasun, eraginkortasun eta iraupenerako osagai kritikoa dela.

Zer da lotura-kutxa?

Konexio elektrikoak gordetzeko eta babesteko erabiltzen den itxitura elektrikoa denez, konexio-kutxa bereziki diseinatuta dago konexio elektrikoetarako ingurune seguru eta segurua eskaintzeko, hari biziekin ustekabeko kontaktua saihesteko eta etorkizuneko mantentze-lanak edo konponketak errazteko. Normalean PV lotura-kutxa bat eguzki-panelaren atzealdean lotzen da eta irteerako interfaze gisa funtzionatzen du. Modulu fotovoltaiko gehienen kanpo-konexioek MC4 konektoreak erabiltzen dituzte gainerako sistemarekin eguraldiaren aurkako konexio errazak errazteko. USB power interfaze bat ere erabil daiteke.

3 Film meheko eguzki-panelen garapenaren historia

Film meheko eguzki-panelen historia 1970eko hamarkadatik dator, ikertzaileek erdieroaleen film mehearen (a-Si) erabilerari buruzko lehen esplorazioari ekin zioten eguzki-energia aprobetxatzeko, garai hartan erabilera komertzialerako film meheen teknologiaren interesa. eta aeroespazialeko aplikazioek silizio amorfo-film meheko eguzki-gailuen garapena sustatzen dute.

1980ko hamarkadan, teknologiaren aurrerapenek lehendik zeuden film meheko materialak berrietara hedatzea erraztu zuten, hala nola, kadmio telururoa (CdTe) eta kobre indio galio seleniuroa (CIGS), bihurtze-eraginkortasun handiagoak eta ekoizpen-kostu txikiagoak dituztenak.

1990eko eta 2000ko hamarkadak aurrerapen esanguratsuen garaia izan zen egoera solidoko material tradizionalen eraginkortasun-muga teorikoak gainditzeko ahalmena zuten hirugarren belaunaldiko eguzki-material berrien esplorazioan. Produktu berriak sortu ziren, hala nola tindagaiekin sentsibilizatutako eguzki-zelulak, puntu kuantikoko eguzki-zelulak.

2010eko hamarkadan eta 2020ko hamarkadaren hasieran, film meheko eguzki-teknologiako berrikuntzak hirugarren belaunaldiko eguzki-teknologia aplikazio berrietara zabaltzeko eta ekoizpen-kostuak murrizteko ahaleginak barne hartu ditu. 2004an, Energia Berriztagarrien Laborategi Nazionalak (NREL) %19,9ko eraginkortasun errekorra lortu zuen CIGS film meheko modulu baterako. 2022an, film meheko eguzki-zelula organiko malguak ehunean integratu ziren.

Gaur egun, fabrikazioetan integratutako film mehe organikoko eguzki-zelula malguak siliziozko panel tradizionalek baino aukera hobea egiten dute. urte berean merkatu-kuota, erabilgarritasun eskalako ekoizpenaren %30 barne.

4.Eguzki plaken motak

Film meheko eguzki-zelulak fabrikatzeko hainbat material mota daude, lehengaietan oinarrituta, lau motatan banatu daitezke. 

l Kadmio Telururoa (CdTe) Film Meheko Panelak substratu-material batean, hala nola beira edo altzairu herdoilgaitza adibidez, material erdieroale gisa metatutako kadmio-telururoaren geruza mehe bat erabiltzen duen eguzki-panel mota bat da. Arinak eta instalatzeko errazak ez ezik, energia-ekoizpen handia ere badute argi gutxiko baldintzetan, hau da, elektrizitatea sor dezaketela eguraldi hodeitsu edo hodeitsuetan ere. Kalkulatzen da CdTe film meheko eguzki-panelek %19ko eraginkortasuna lortu zutela Proba Baldintza Estandarren (STC), baina eguzki-zelula bakarrek %22,1eko eraginkortasuna lortu dute. Hala ere, kadmioaren toxikotasunari buruzko kezka batzuk daude, metal astuna baita eta ingurumenari kalteak eragin ditzakeela behar bezala botatzen ez bada.

l Kobre Indio Galio Selenuroa (CIGS) Film Meheko Panelak molibdenozko (Mo) elektrodo geruza bat substratuaren gainean jarriz fabrikatzen dira sputtering prozesu baten bidez. Beste PV teknologiekin alderatuta, eraginkortasun handia dute eta etorkizunean %33ko eraginkortasun teorikoa lor dezakete. Horrez gain, pitzadura edo hausteko joera gutxiago dute eta erraz funtzionatzen dute. Hala ere, abantaila horiek izan arren, kostua beste teknologia batzuena baino garestiagoa da, eta horrek garapena oztopatu dezake.

l Silizio amorfoa (a-Si) Film Meheko Panelak beirazko plakak edo substratu malguak prozesatuz fabrikatzen dira, p-i-n edo n-i-p konfigurazioarekin batera. Film meheko a-Si panelen abantailen artean, malgutasuna eta eraikuntza arina dira, eta horrek aplikazio eramangarrietan erabiltzeko aproposa da, hala nola, kanpin edo urruneko sentsoreak elikatzeko. Hala ere, panel hauetarako beira eroalea garestia denez eta prozesua motela denez, bere prezioa nahiko garestia da ia $ 0,69/W-koa.

l Galio-arsenuroa (GaAs) Film Meheko Panelak fabrikazio-prozesuko film meheko eguzki-zelulak baino konplexuagoak dira. Aipatzekoa da %39,2rainoko eraginkortasun handiak lortzen dituztela eta beroarekiko eta hezetasunarekiko erresistenteagoak direla. Hala ere, fabrikazio denborak, materialen kostuak eta hazkunde handiko materialek aukera ez hain bideragarria bihurtzen dute.

5. Film meheko eguzki panelen aplikazioak

Silizio fotovoltaikoaren alternatiba sortzen ari den aldetik, film meheko eguzki-panelak honako eremu hauetan erabiltzen dira batez ere.

l Eraikinetan Integratutako Fotovoltaikoa (BIPV)

Film meheko PV panelak siliziozko panelak baino % 90 arinagoak izan daitezkeenez, mundu osoan oso ezaguna egiten hasi den aplikazio bat BIPV da, non eguzki-panelak teilatu-teiletan, leihoetan, egitura ahuletan eta abarretan lotzen diren. Gainera,  film mehe fotovoltaiko mota batzuk erdi gardenak egin daitezke, etxe eta eraikinen estetika mantentzen laguntzen duten bitartean eguzki-energia sortzeko aukera ahalbidetzen dutenak.

l Espazio-aplikazioak

Arinak, oso eraginkorrak, funtzionamendu-esparru zabala duten abantailengatik eta baita erradiazioen aurkako kalteen erresistentziagatik ere, film meheko eguzki-panelak, batez ere CIGS eta GaAs eguzki-panelak, aproposa izan dira espazio-aplikazioetarako.

l Ibilgailuak eta itsas aplikazioak

Film meheko eguzki plaken ohiko aplikazio bat ibilgailuen teilatuetan (batez ere autokarabana edo autobusetan) eta itsasontzien eta beste ontzien bizkarreko modulu fotovoltaiko malguak instalatzea da, elektrizitatea elikatzeko erabil daitezkeenak, aldi berean, estetika mantenduz.

l Aplikazio eramangarriak

Bere eramangarritasunari eta tamainari esker, garapen jasangarria izan da auto-elektrikoa elektronika txikian eta gauzen Interneten (IoT) sektorean, eta datozen urteetan nabarmen haziko dela espero da. Eta aurrerapenarekin, urruneko kokapenetan aplika daiteke eguzki-panel tolesgarriekin, eguzki-energia bankuekin, eguzki-energiadun ordenagailu eramangarriekin eta abarrekin.

6. Film meheko eguzki plaken garapen joerak

Eguzki-energia mundu osoan gero eta onarpen handiagoarekin, energia-murrizketa zorrotzen ezarpenarekin eta iturri berdeak sarean txertatzeko gobernuaren ahalegin gero eta handiagoarekin, film meheko eguzki-panelek 27.110 milioi USD inguru izatea espero da 2030ean, % 8,29ko CAGR nabarmenarekin. 2022tik 2030 Igoera bere abantailek bultzatzen dute eta R&D, oso ekonomikoak eta erraz sortzen direnez, material gutxiago erabiltzen dute eta hondakin gutxiago sortzen dute. Eta R&D eguzki-zelulen erresistentzia eta errendimendua hobetzeko aukera berriak ere sortuko ditu merkatua hazteko.

Hala ere, aukerak erronkarekin bat egiten dute. Lehia maila altuek, araudi-ingurune aldakor batek eta finantza eta baliabide urriak eskuragarri egoteak esan nahi du gaur egun ezin izango dutela merkatu-kuota globalaren zati handi bat hartu.

7 Film meheko eguzki panelen inbertsioaren analisia

Film meheko eguzki-zelulen merkatua azken urteotan garatzen ari dela dirudi, hainbat faktorek bultzatuta.

l Produktu Moten Analisia

2018an, CdTe-k elektrizitatea ekoitzi zuen ohiko erregai fosilen energia-iturrien prezioa baino nabarmen txikiagoa edo horren parekoa zen. Funtzionamendu eta ekoizpen kostu merkeak eta ez-toxikoak direla eta, gaur egun kadmio-telururoaren kategoria nagusi da mundu osoko film meheko eguzki-zelulen merkatuan, eta aurreikuspen-aldi osoan abiadurarik azkarrenean hazten jarraituko duela aurreikusten da.

l Azken erabiltzaileen analisia

Instalazio eta mantentze-kostuak murrizteko garapen eta ikerketek kontsumitzaileen beharrak areagotu ditzakete. 2022an, erabilgarritasun-merkatua nagusitu zen mundu osoko film meheko eguzki-zelulen merkatuan, eta aurreikusitako aldian abiadurarik azkarrenean garatzen jarraituko zuela aurreikusten da. . Film meheko eguzki-panelak askoz erritmo motelagoan degradatzen direnez, alternatiba potentzial bat eskaintzen dute c-Si eguzki-panel tradizionalen aurrean.

l Eskualdeen Azterketa

Asia-Pazifikoa izan zen 2022an film meheko eguzki-zelulen munduko eskualderik handiena, eta aurreikusten da tasarik handienarekin hedatzen jarraituko duela, faktore askok bultzatuta. Esaterako, mundu osoko eguzki fotovoltaiko merkatu handiena den heinean, Txinak energia berriztagarrien helburua %20tik %35era igoko du 2030erako. Eta Txinako zerbitzu-eskalako eguzki-instalazio fotovoltaikoek film meheko teknologia erabiltzen dute gehienbat. Gainera, Japoniak aurrerago botere iraunkorra soilik erabiltzeko asmoa agertu du.

8 Kontuan hartu beharreko gauzak kalitate handiko film meheko eguzki paneletarako

Eguzki plakak erostean, prezioa eta kalitatea kontuan hartu behar ez ezik, beste faktore batzuk ere kontuan izan behar dira.

l Eraginkortasuna: Eraginkortasun handia eguzkiaren energia gehiago elektrizitate bihur dezake. Orokorrean karga-eramaile kontzentrazio handiagoa izateak eguzki-zelularen eraginkortasuna handitu dezake eroankortasuna handituz. Eguzki-zelula bati kontzentragailu bat gehitzea eraginkortasuna areagotzen laguntzeaz gain, zelula ekoizteko beharrezkoak diren espazioa, materialak eta kostua murrizten ditu.

l Iraunkortasuna eta iraupena: Film meheko modulu batzuek ere degradazio arazoak dituzte hainbat baldintzatan. Material guztien artean, CdTe-k tenperaturarekin errendimenduaren degradaziorako erresistentzia onena erakusten du. Eta film meheko beste material batzuek ez bezala, CdTe-k nahiko erresistentea izan ohi du tenperatura eta hezetasuna bezalako ingurumen-baldintzetarako, baina CdTe panel malguek errendimenduaren degradazioa jasan dezakete aplikatutako tentsio edo tentsioetan.

l Pisua: Film meheko eguzki-panelaren dentsitateari egiten dio erreferentzia. Oro har, film meheko eguzki-panelek pisu txikia dute, beraz, ez duzu zure teilatuan pisu hila aplikatzearen beldur izan behar. Hala ere, pisua kontuan hartu behar da hautatzeko orduan, instalaziorako gainkargatuko ez dela ziurtatzeko.

l Tenperatura: Horrek esan nahi du Film Meheko eguzki-panelak funtziona dezakeen tenperatura minimoa eta maximoa. Oro har, film meheko eguzki-panel onenak -40 °C-ko gutxieneko tenperatura eta 80 °C-ko gehienezko tenperatura dutela jotzen da.