Wat is tinne-film sinnepanielen

1. Wat is tinne-film sinnepanielen?

Oars as de sinnesellen fan 'e earste generaasje dy't makke binne fan ien- as mearkristallijn silisium, wurde tinne-film sinnepanielen produsearre mei ien of meardere lagen PV-eleminten oer in oerflak besteande út in ferskaat oan glês, plestik of metaal om te konvertearjen sinneljocht yn elektrisiteit. En de meast brûkte foar tinne-film sinne technology binne cadmium telluride (CdTe), koper indium gallium selenide (CIGS), amorf silisium (a-Si), en gallium arsenide (GaAs).

2 De struktuer fan tinne-film sinnepanielen

Tinne-film sinnepanielen besteane út in grut oantal tinne-film sinnesellen en brûke ljochtenerzjy (fotonen) fan 'e sinne om elektrisiteit op te wekken troch it fotovoltaïske effekt It omfettet ek lagen, efterblêd en junction box, se wurkje allegear gear om de normale wurking fan 'e sinnepanielen te garandearjen.

Wat is tinne-film sinnesellen?

Tinne-film sinnesellen binne elektroanyske apparaten dy't sinneljocht omsette yn elektryske enerzjy troch de fotovoltaïske effekt. Tinne-film sellen trend te brûken folle minder materiaal -de sel syn aktive gebiet is meastal mar 1 oant 10 mikrometer dik. Ek kinne tinne-film sellen meastentiids wurde produsearre yn in grut-gebiet proses, dat kin wêze in automatisearre, trochgeande produksje proses.

Wat mear is, tinne-film sinnepanielen brûkt in tinne laach fan in transparant conduction okside, lykas tin okside om te wurkjen. Wylst tinne-film sellen binne makke fan in protte lytse kristallijne korrels fan semiconductor materialen om better meitsje it elektryske fjild mei in ynterface, neamd in heterojunction. Algemien kin dit soarte fan tinne-film apparaten wurde makke as ien ienheid - dat is, monolithically - mei laach op laach wurdt dellein sequentially op guon substraat, ynklusyf deposition fan in antireflection coating en transparant conduction okside.

Wat is lagen?

Normaal hat tinne-film sinnepaniel in heul tinne (minder dan 0,1 mikron) laach boppe op 'e "finster" laach neamd om ljochtenerzjy te absorbearjen fan allinich it hege-enerzjy ein fan it spektrum. It moat wêze tinne genôch en hawwe in breed genôch bandgap (2,8 eV of mear) te litten alle beskikbere ljocht troch de ynterface (heterojunction) nei de absorberende laach. De absorbearjende laach ûnder it finster, meastal doped p-type, foarsjoen fan in hege absorptivity (fermogen om te absorbearjen fotonen) foar hege aktuele en in gaadlik band gat foar in soargje foar in goede spanning.

Wat is backsheet?

As polymeer as in kombinaasje fan polymers mei ferskate tafoegings, is backsheet ûntwurpen om in barriêre te leverjen tusken de sinnesellen en de bûtenomjouwing. Fan wêrút kinne wy ​​​​sjen dat it efterblêd in krityske komponint is yn 'e duorsumens, effisjinsje en langstme fan in sinnepaniel.

Wat is junction box?

As elektryske omwâling dy't brûkt wurdt om elektryske ferbiningen te hûs en te beskermjen, is junction box spesjaal ûntworpen om in feilige en feilige omjouwing te leverjen foar elektryske ferbiningen om tafallich kontakt mei live triedden te foarkommen en takomstich ûnderhâld of reparaasjes te ferienfâldigjen. Meastentiids is in PV-knooppuntkast oan 'e efterkant fan' e sinnepaniel hechte en funksjonearret as syn útfierynterface. Eksterne ferbiningen foar de measte fotovoltaïske modules brûke MC4-ferbiningen om maklike waarfêstige ferbiningen mei de rest fan it systeem te fasilitearjen. In USB power interface kin ek brûkt wurde.

3 De ûntwikkelingsskiednis fan tinne-film sinnepanielen

De skiednis fan tinne-film sinnepanielen datearret út 'e jierren '70, doe't ûndersikers begûnen harren fûst ferkenning op it brûken fan tinne film (a-Si) fan heale conductors te benutten sinne-enerzjy, op dat stuit de belangstelling foar tinne-film technology foar kommersjeel gebrûk en loftfeartapplikaasjes befoarderje ûntwikkeling fan amorfe silisium tinne-film sinne-apparaten.

Yn 'e jierren '80 fasilitearre foarútgong yn technology de útwreiding fan besteande tinne-filmmaterialen nei nije, lykas cadmium telluride (CdTe) en koper indium gallium selenide (CIGS), dy't hegere konverzje-effisjinsjes en legere produksjekosten hat.

1990's en 2000's wiene in tiid fan wichtige foarútgong yn 'e ferkenning fan nije tredde-generaasje sinnematerialen - materialen mei it potensjeel om teoretyske effisjinsjegrinzen foar tradisjonele solid-state materialen te oerwinnen. Mang nije produkten lykas kleurstof-sensibilisearre sinnesellen, quantum dot sinnesellen waarden ûntwikkele.

Yn 'e 2010's en iere 2020's hat ynnovaasje yn tinne-film sinnetechnology ynspanningen omfette om tredde-generaasje sinnetechnology út te wreidzjen nei nije applikaasjes en om produksjekosten te ferminderjen. Yn 2004 berikte it National Renewable Energy Laboratory (NREL) in wrâldrekord-effisjinsje fan 19,9% foar in CIGS-tinnefilmmodule.Yn 2022 waarden fleksibele organyske tinnefilmsinnesellen yntegreare yn stof.

Tsjintwurdich, fleksibele organyske tinne-film sinnesellen yntegrearre yn fabrications meitsje se in bettere kar as tradisjonele silisium panels.En tinne-film technology ferovere likernôch 19% fan de totale U.S. merkoandiel yn itselde jier, ynklusyf 30% fan produksje op nutskaal.

4.De soarten sinnepanielen

D'r binne ferskate soarten materialen dy't brûkt wurde foar it produsearjen fan tinne-film sinnesellen, basearre op har grûnstoffen, se kinne wurde ferdield yn fjouwer soarten 

l Cadmium Telluride (CdTe) Thin-Film Panels binne in soarte fan sinnepaniel dat brûkt in tinne laach fan cadmium telluride ôfset op in substraat materiaal, lykas glês of RVS, as de semiconductor materiaal. Net allinich lichtgewicht en maklik te ynstallearjen, se hawwe ek hege enerzjyproduksje yn omstannichheden mei leech ljocht, wat betsjut dat se sels yn bewolkt of bewolkt waar elektrisiteit kinne generearje. It wurdt rûsd dat CdTe tinne-film sinnepanielen in effisjinsje fan 19% berikten ûnder Standard Testing Conditions (STC), mar inkele sinnesellen hawwe effisjinsjes fan 22,1% berikt. D'r binne lykwols wat soargen oer de toxiciteit fan kadmium, om't it in swier metaal is dat miljeuskea kin feroarsaakje as it net goed ôffierd wurdt.

l Koper Indium Gallium Selenide (CIGS) Thin-Film Panels wurde makke troch it pleatsen fan in molybdenum (Mo) elektrodes laach oer it substraat troch in sputtering proses Yn ferliking mei oare PV-technologyen hawwe se hege effisjinsje en kinne yn 'e takomst in teoretyske effisjinsje fan 33% berikke. Derneist binne se minder gefoelich foar kraken of brekken en maklik te betsjinjen. Nettsjinsteande dizze foardielen binne de kosten lykwols relatyf djoerder dan foar oare technologyen, dy't har fierdere ûntwikkeling kinne hinderje.

l Amorphous Silicon (a-Si) Thin-Film Panels wurde makke troch it ferwurkjen fan glêzen platen of fleksibele substrates, tegearre mei in p-i-n of n-i-p konfiguraasje. Foardielen fan a-Si tinne-film panielen omfetsje harren fleksibiliteit en lichtgewicht konstruksje, dy't makket se ideaal foar gebrûk yn draachbere applikaasjes, lykas camping of powering remote sensors. Om't it liedende glês foar dizze panielen lykwols djoer is en it proses stadich is, is de priis relatyf djoer fan hast $ 0.69 / W.

l Gallium Arsenide (GaAs) Thin-Film Panels binne komplekser as foar reguliere tinne-film sinnesellen fan it produksjeproses. It is it neamen wurdich dat se hege effisjinsjes fan oant 39,2% berikke en mear resistint binne foar waarmte en focht. Dochs meitsje de fabrikaazjetiid, kosten foar de materialen, en materialen mei hege groei, it in minder leefbere kar.

5.De tapassingen fan tinne-film sinnepanielen

As in opkommende klasse fan alternativen foar silisiumfotovoltaïka, wurde sinnepanielen mei tinne film benammen brûkt yn 'e folgjende fjilden.

l Gebouw-yntegreare fotovoltaika (BIPV)

Sûnt tinne film PV panielen kinne wêze oant 90% lichter as silisium panielen, ien applikaasje begjint te wurden in soad populêr wrâldwiid is BIPV, dêr't de sinnepanielen wurde hechte oan de dakpannen, finster, swak struktueren ensafuorthinne. Dêrneist,  guon soarten tinne film PV kinne wurde makke semi-transparant, dy't helpe te hâlden estetyk foar wenten en gebouwen wylst it tastean fan de mooglikheid fan sinne enerzjy generaasje.

l Space applikaasjes

Troch de foardielen fan lichtgewicht, heul effisjint, in breed temperatuerberik fan operaasje, en sels de skeabestriding tsjin strieling, binne tinne-film sinnepanielen, benammen CIGS- en GaAs-sinnepanielen, in ideaal west foar romteapplikaasjes.

l Vehicles en marine applikaasjes

Ien mienskiplike tapassing fan sinnepanielen mei tinne film is de ynstallaasje fan fleksibele PV-modules op dakken fan auto's (benammen RV's as bussen) en de dekken fan boaten en oare skippen, dy't kinne wurde brûkt om elektrisiteit te betsjinjen en tagelyk estetyk te behâlden.

l Portable applikaasjes

De portabiliteit en grutte hawwe it in duorsume ûntjouwing levere yn lytse selsoandreaune elektroanika en Internet of Things (IoT) sektor, dy't ferwachte wurdt yn 'e kommende jierren substansjeel te groeien. En mei syn foarútgong kin it fierder tapast wurde op lokaasjes op ôfstân mei opklapbere sinnepanielen, sinne-enerzjybanken, sinne-oandreaune laptops ensafuorthinne.

6.De ûntwikkelingstrends fan tinne-film sinnepanielen

Mei de tanimmende akseptaasje fan sinne-enerzjy wrâldwiid, de ymplemintaasje fan strikte enerzjybeperkingen en de tanimmende ynspanningen fan 'e regearing om griene boarnen yn it net te yntegrearjen, wurdt ferwachte dat sinnepanielen mei tinne film yn 2030 sawat $ 27.11 miljard sille berikke mei in opmerklike CAGR fan 8.29% fan 2022 oan 2030 De ferheging wurdt dreaun troch syn foardielen en R&D, om't se ekstreem ekonomysk en maklik te meitsjen binne, minder materiaal brûke en minder ôffal produsearje. En de R&D om úthâldingsfermogen en prestaasjes fan sinnesellen te ferbetterjen sil ek nije kânsen meitsje foar merkgroei.

Dochs komme kânsen tegearre mei útdaging. De hege nivo's fan konkurrinsje, in feroarjende regeljouwingsomjouwing, lykas de beskikberens fan knappe finânsjes en middels betsjutte dat se op it stuit miskien net in grut stik fan it wrâldwide merkdiel kinne nimme.

7 De ynvestearringsanalyse fan sinnepanielen fan tinne film

De merk foar sinnesellen mei tinne film liket de lêste jierren te ûntwikkeljen, wat wurdt oandreaun troch ferskate faktoaren.

l Produkt Type Analysis

Yn 2018 produsearre CdTe elektrisiteit tsjin in priis dy't signifikant leger wie as of op par mei dy fan konvinsjonele enerzjyboarnen fan fossile brânstoffen. Fanwegen syn net-giftige, goedkeape operaasje- en produksjekosten dominearre op it stuit de kadmiumtelluride-kategory de wrâldwide tinnefilm-sinneselmerk, en it wurdt ferwachte dat it sil trochgean te groeien op it rapste taryf yn 'e heule foarsizzingsperioade.

l End-User Analysis

De tanimmende ûntwikkeling en ûndersyk nei legere ynstallaasje- en ûnderhâldskosten kinne de behoeften fan konsuminten stimulearje. . Sûnt tinne-film sinnepanielen degradearje yn in folle stadiger tempo, biede se in potinsjele alternatyf foar de tradisjonele c-Si sinnepanielen.

l Regionale Analysis

Azië-Stille Oseaan wie de grutste regio yn 'e wrâld foar tinne-film sinnesellen yn 2022, en it wurdt ferwachte dat it sil trochgean te wreidzjen op it heechste taryf, dat wurdt dreaun troch in protte faktoaren. Bygelyks, as de grutste sinne-PV-merken rûn de wrâld, sil Sina it doel foar duorsume enerzjy ferheegje fan 20% nei 35% oant 2030. En sinne-fotovoltaïske foarsjenningen op nutskaal yn Sina brûke meast tinnefilmtechnology. Boppedat, Japan hat ek ferklearre syn bedoeling om te brûken allinnich duorsume macht yn de fierdere.

8 Dingen om te beskôgjen foar sinnepanielen fan hege kwaliteit tinne film

By it keapjen fan sinnepanielen moatte net allinich de priis en kwaliteit besjoen wurde, ek oare faktoaren moatte yn 'e rekken hâlden wurde.

l Effisjinsje: Hege effisjinsje kin mear fan 'e sinne enerzjy omsette yn elektrisiteit. Yn 't algemien kin it hawwen fan in hegere konsintraasje fan ladingsdragers de effisjinsje fan' e sinnesel ferheegje troch de konduktiviteit te ferheegjen. De tafoeging fan in konsintrator oan in sinnesel helpt net allinich om effisjinsje te ferheegjen, mar kin ek de romte, materialen en kosten ferminderje dy't nedich binne om de sel te produsearjen.

l Duorsumens en libbensdoer: Guon tinne-film modules hawwe ek problemen mei degradaasje ûnder ferskate omstannichheden. Under alle materialen toant CdTe de bêste wjerstân tsjin prestaasjesdegradaasje mei temperatuer. En yn tsjinstelling ta oare tinne-filmmaterialen, hat CdTe de neiging om aardich resistint te wêzen foar omjouwingsomstannichheden lykas temperatuer en focht, mar fleksibele CdTe-panielen kinne prestaasjesdegradaasje ûnderfine ûnder tapaste spanningen of spanningen.

l Gewicht: It ferwiist nei de tichtens fan it tinne-film sinnepaniel. Yn 't algemien binne tinne-film sinnepanielen licht gewicht, sadat jo net bang wêze moatte foar it oanbringen fan dead gewicht op jo dak. It gewicht moat lykwols noch wurde beskôge by it selektearjen fan ien om te soargjen dat it net wurdt oerladen foar ynstallaasje.

l Temperatuer: Dit betsjut de minimale en maksimale temperatuer wêryn't de Thin Film sinnepaniel funksjonearje kin. Yn 't algemien wurde alle bêste tinne film sinnepanielen beskôge as in minimumtemperatuer fan -40 °C en in maksimale temperatuer fan 80 °C.