Wat ass dënn Film Solarpanneauen

1. Wat ass dënn Film Solarpanneauen?

Am Géigesaz zu der éischter Generatioun Solarzellen, déi aus eenzel- oder multikristallinem Silizium gemaach ginn, ginn dënnfilm Solarpanneauen mat enger eenzeger oder multiple Schichten vu PV Elementer iwwer eng Uewerfläch aus enger Vielfalt vu Glas, Plastik oder Metall hiergestallt fir ze konvertéieren Sonneliicht an Elektrizitéit. An déi meescht benotzt fir Dënnfilm Solartechnologie sinn Kadmiumtellurid (CdTe), Kupfer Indium Gallium Selenid (CIGS), amorphem Silizium (a-Si), a Galliumarsenid (GaAs).

2 D'Struktur vun Dënn-Film Solarpanneauen

Dënnfilm Solarpanneauen besteet aus enger grousser Zuel vun Dënnfilm Solarzellen a benotzen d'Liichtenergie (Fotonen) vun der Sonn fir Elektrizitéit duerch de Photovoltaikeffekt ze generéieren Et enthält och Schichten, Backsheet a Verbindungskëscht, all vun hinnen schaffen zesummen fir den normale Betrib vun de Solarpanneauen ze garantéieren.

Wat ass dënn Film Solarzellen?

Dënn-Film Solarzellen sinn elektronesch Apparater déi Sonneliicht an elektresch Energie konvertéieren duerch de photovoltaeschen Effekt. Och dënn Filmzellen kënnen normalerweis an engem grousse Flächprozess fabrizéiert ginn, wat en automatiséierten, kontinuéierleche Produktiounsprozess ka sinn.

Wat méi ass, dënn-Film Solarpanneauen benotzt eng dënn Schicht vun engem transparenten Leedungsoxid, wéi Zinnoxid fir ze schaffen. Wärend Dënnfilmzellen aus ville klenge kristalline Käre vun Hallefleitmaterialien gemaach gi fir dat elektrescht Feld besser mat engem Interface ze kreéieren, genannt Heterojunction. Allgemeng kënnen dës Zort vun Dënnfilm-Geräter als eenzeg Eenheet gemaach ginn - dat heescht monolithesch - mat Schicht op Schicht sequenziell op e puer Substrat deposéiert, dorënner Oflagerung vun enger Antireflektiounsbeschichtung an transparenter Leedungsoxid.

Wat ass Schichten?

Normalerweis huet dënn Film Solarpanneau eng ganz dënn (manner wéi 0,1 Mikron) Schicht uewen genannt "Fënster" Schicht fir d'Liichtenergie vun nëmmen dem héijen Energie Enn vum Spektrum ze absorbéieren. Et muss dënn genuch sinn an e breet genuch Bandgap hunn (2,8 eV oder méi) fir all verfügbar Liicht duerch d'Interface (Heerojunction) op d'Absorbéierschicht ze loossen. D'absorbéieren Layer ënnert der Fënster, normalerweis dotéiert p-Typ, equipéiert mat enger héich absorptivity (Fähegkeet photons ze absorbéieren) fir héich aktuell an eng gëeegent Band Spalt fir eng gutt Volt.

Wat ass Backsheet?

Als Polymer oder eng Kombinatioun vu Polymere mat verschiddenen Zousatzstoffer, ass Backsheet entwéckelt fir eng Barrière tëscht de Solarzellen an der Äussewelt ze bidden. Vun deem mir kënne gesinn datt d'Backsheet e kritesche Bestanddeel an der Haltbarkeet, Effizienz an der Liewensdauer vun enger Solarpanneau ass.

Wat ass eng Verbindungskëscht?

Als elektrescht Uschloss benotzt fir elektresch Verbindungen z'ënnerhalen an ze schützen, ass d'Verbindungsbox speziell entwéckelt fir e séchert a séchert Ëmfeld fir elektresch Verbindungen ze bidden fir zoufälleg Kontakt mat Live Drot ze vermeiden an zukünfteg Ënnerhalt oder Reparaturen ze vereinfachen. Normalerweis ass eng PV Kräizungskëscht um Réck vun der Solarpanneau befestegt a funktionéiert als Ausgangsinterface. Extern Verbindunge fir déi meescht Photovoltaikmoduler benotzen MC4 Stecker fir einfach Wiederbeständeg Verbindunge mam Rescht vum System ze erliichteren. Eng USB Power Interface kann och benotzt ginn.

3 D'Entwécklung Geschicht vun Dënn-Film Solarpanneauen

D'Geschicht vun den Dënnfilm Solarpanneauen geet zréck op d'1970er Joren, wéi d'Fuerscher hir Faust Exploratioun iwwer d'Benotzung vun dënnem Film (a-Si) vun Hallefleitungen ugefaang hunn fir d'Solarenergie ze profitéieren, zu där Zäit den Interessi un dënnfilmtechnologie fir kommerziell Notzung. a Raumfaartapplikatiounen förderen d'Entwécklung vun amorfe Silizium Dënnfilm Solargeräter.

An den 1980er hunn d'Fortschrëtter an der Technologie d'Expansioun vun existente Dënnfilmmaterialien an neier erliichtert, sou wéi Kadmiumtellurid (CdTe) a Kupfer Indium Gallium Selenid (CIGS), wat méi héich Konversiounseffizienz a méi niddereg Produktiounskäschte huet.

1990er an 2000er waren eng Zäit vu bedeitende Fortschrëtter bei der Erfuerschung vun neien Drëtt Generatioun Solarmaterialien - Materialien mat dem Potenzial fir theoretesch Effizienzlimite fir traditionell Feststoffmaterialien ze iwwerwannen. Mang nei Produkter wéi Faarf-sensibiliséiert Solarzellen, Quantepunkt Solarzellen goufen entwéckelt.

An den 2010er an fréien 2020er huet d'Innovatioun an der Dënnfilm Solartechnologie Efforten abegraff fir Drëtt Generatioun Solartechnologie op nei Uwendungen auszebauen an d'Produktiounskäschte ze reduzéieren. Am Joer 2004 huet den Nationalen Erneierbaren Energielaboratoire (NREL) eng Weltrekordeffizienz vun 19,9% fir e CIGS Dënnfilmmodul erreecht.2022 goufen flexibel organesch Dënnfilm Solarzellen an Stoff integréiert.

Hautdesdaags, flexibel organesch Dënn-Film Solarzellen integréiert an Fabrikatiounen maachen se e bessere Choix wéi traditionell Silicon Paneele.An dënn-Film Technologie ageholl ongeféier 19% vun der total U.S. Maartundeel am selwechte Joer, dorënner 30% vun der Utility-Skala Produktioun.

4.The Zorte vu Solarpanneauen

Et gi verschidden Aarte vu Materialien, déi benotzt gi fir dënnfilm Solarzellen ze fabrizéieren, baséiert op hire Rohmaterialien, kënne se a véier Aarte opgedeelt ginn 

l Cadmium Telluride (CdTe) Dënn-Film Panels sinn eng Zort Solarpanneau, déi eng dënn Schicht Kadmium Tellurid benotzt, déi op e Substratmaterial, wéi Glas oder Edelstol, als Hallefleitmaterial deposéiert gëtt. Net nëmme liicht an einfach ze installéieren, si hunn och eng héich Energieproduktioun an niddrege Liichtbedéngungen, dat heescht datt se Stroum och bei bewölktem oder bedecktem Wieder generéiere kënnen. Et gëtt geschat datt CdTe Dënnfilm Solarpanneauen eng Effizienz vun 19% ënner Standard Testing Conditions (STC) erreecht hunn, awer eenzel Solarzellen hunn Effizienz vun 22,1% erreecht. Wéi och ëmmer, et ginn e puer Bedenken iwwer d'Toxizitéit vum Cadmium, well et e Schwéiermetall ass dat Ëmweltschued verursaache kann wann et net richteg entsuergt gëtt.

l Kupfer Indium Gallium Selenid (CIGS) Dënn-Film Panels ginn hiergestallt andeems eng Molybdän (Mo) Elektrodenschicht iwwer de Substrat duerch e Sputterprozess plazéiert gëtt Am Verglach mat anere PV Technologien hu se héich Effizienz a kënnen an Zukunft eng theoretesch Effizienz vun 33% erreechen. Zousätzlech si se manner ufälleg fir ze knacken oder ze briechen an einfach ze bedreiwen. Wéi och ëmmer, trotz dëse Virdeeler, sinn d'Käschte relativ méi deier wéi fir aner Technologien, déi hir Weiderentwécklung behënneren kënnen.

l Amorphous Silicon (a-Si) Dënn-Film Panels ginn duerch d'Veraarbechtung vu Glasplacke oder flexibele Substrate hiergestallt, zesumme mat enger p-i-n oder n-i-p Konfiguratioun. D'Virdeeler vun a-Si Dënn-Film Panelen enthalen hir Flexibilitéit a liicht Konstruktioun, wat se ideal mécht fir an portable Uwendungen ze benotzen, wéi zum Beispill Camping oder Fernsensoren. Wéi och ëmmer, well dat konduktivt Glas fir dës Paneele deier ass an de Prozess lues ass, ass säi Präis relativ deier vu bal $ 0,69 / W.

l Gallium Arsenid (GaAs) Dënn-Film Panelen si méi komplex wéi fir regelméisseg dënn-Film Solarzellen vun der Fabrikatioun Prozess. Et ass derwäert ze ernimmen datt si héich Effizienz vu bis zu 39,2% erreechen a méi resistent géint Hëtzt a Feuchtigkeit sinn. Trotzdem, d'Fabrikatiounszäit, d'Käschte fir d'Materialien an d'Materialien mat héije Wuesstum maachen et zu enger manner liewensfäeg Wiel.

5.The Applikatiounen vun Dënn-Film Solarpanneauen

Als opkomende Klass vun Alternativen zu Silizium Photovoltaik ginn dënn Film Solarpanneauen haaptsächlech an de folgende Beräicher benotzt.

l Building-Integrated Photovoltaics (BIPV)

Zënter dënn Film PV Paneele kënne bis zu 90% méi hell sinn wéi Silicium Paneele, eng Applikatioun déi weltwäit populär gëtt ass BIPV, wou d'Solarpanneauen un d'Dachplacke befestegt sinn, Fënster, schwaach Strukturen an sou weider. Zousätzlech,  e puer Zorte vun dënn Film PV kann semi-transparent gemaach ginn, déi hëllefen Ästhetik fir Haiser a Gebaier ze halen iwwerdeems d'Méiglechkeet vun der Solarenergie Generatioun erlaabt.

l Space Uwendungen

Wéinst de Virdeeler vu Liichtgewiicht, héich effizient, eng breet Temperatur vum Operatiounsberäich, a souguer d'Schuedresistenz géint Stralung, sinn dënn Film Solarpanneauen, besonnesch CIGS a GaAs Solarpanneauen, ideal fir Raumapplikatiounen.

l Gefierer a Marine Uwendungen

Eng gemeinsam Applikatioun vun Dënn-Film Solarpanneauen ass d'Installatioun vu flexibelen PV Moduler op Gefierer Daach (besonnesch RVs oder Bussen) an der Deck vun Schëffer an aner Schëffer, déi benotzt kënne Stroum Stroum gläichzäiteg Ästhetik ze halen.

l Portable Uwendungen

Seng Portabilitéit a Gréisst hunn et eng nohalteg Entwécklung am klenge selbstverdéngte Elektronik an Internet of Things (IoT) Secteur geliwwert, deen erwaart gëtt wesentlech an de kommende Joeren ze wuessen. A mat sengem Fortschrëtt kann et weider op Fernplazen mat ausklappbare Solarpanneauen, Solarenergiebanken, Solar-ugedriwwen Laptops a sou weider applizéiert ginn.

6.D'Entwécklung Trends vun Dënn-Film Solarpanneauen

Mat der ëmmer méi Akzeptanz vu Solarenergie weltwäit, d'Ëmsetzung vu strenge Energiebeschränkungen an d'Erhéijung vun der Regierungsefforte fir gréng Quellen an d'Netz z'integréieren, sinn dënn Film Solarpanneauen erwaart ongeféier $ 27.11 Milliarde bis 2030 mat engem bemierkenswäerten CAGR vun 8.29% vun 2022 bis 2030 D'Erhéijung gëtt duerch seng Virdeeler an R&D, well se extrem ekonomesch a liicht erstallt sinn, benotzen manner Material a produzéiere manner Offall. An den R&D Solarzelle Ausdauer a Leeschtung ze verbesseren wäert och nei Méiglechkeete fir Maart Wuesstem schafen.

Wéi och ëmmer, Chancen kommen zesummen mat Erausfuerderung. Déi héich Konkurrenzniveauen, e verännert reglementarescht Ëmfeld souwéi d'Disponibilitéit vu knappe Finanzen a Ressourcen bedeiten datt se de Moment net fäeg sinn e wesentlechen Deel vum weltwäite Maartundeel ze huelen.

7 D'Investitiounsanalyse vun Dënnfilm Solarpanneauen

De Maart fir Dënnfilm Solarzellen schéngt sech an de leschte Joeren z'entwéckelen, wat vu verschiddene Faktoren gedriwwe gëtt.

l Produit Typ Analyse

Am Joer 2018 huet CdTe Elektrizitéit zu engem Präis produzéiert dee wesentlech méi niddereg war wéi oder par par mat deem vun konventionelle fossille Brennstoffer Energiequellen. Wéinst hiren net gëftege, bëllegen Operatiouns- a Produktiounskäschte dominéiert de Moment d'Kadmium Telluride Kategorie de weltwäiten Dënnfilm Solarzellemaart, an et gëtt erwaart datt et am schnellsten Taux duerch d'Prognoseperiod wäert wuessen.

l Enn Benotzer Analyse

Déi steigend Entwécklung a Fuerschung fir d'Installatiouns- an d'Ënnerhaltskäschte ze reduzéieren kënnen d'Konsumentenbedürfnisser erhéijen.Am Joer 2022 huet den Déngschtmaart de weltwäiten Dënnfilm Solarzellemaart dominéiert, an et gëtt virausgesot datt et sech weider am schnellsten Taux duerch d'Prognoseperiod entwéckelt. . Zënter Dënnfilm Solarpanneauen degradéieren an engem vill méi luesen Tempo, bidden se eng potenziell Alternativ zu den traditionelle c-Si Solarpanneauen.

l Regional Analyse

Asien-Pazifik war déi gréisst Regioun op der Welt fir dënnfilm Solarzellen am Joer 2022, an et gëtt erwaart datt et weiderhi mat héchstem Taux ausbaue wäert, wat vu ville Faktoren gedriwwe gëtt. Zum Beispill, als de gréisste Solar PV Mäert ronderëm d'Welt, wäert China d'Zil fir erneierbar Energie vun 20% op 35% bis 2030 erhéijen. An Utility-Skala Solar Photovoltaic Ariichtungen a China benotzen meeschtens Dënnfilmtechnologie. Desweideren, Japan huet och hir Absicht deklaréiert nëmmen nohalteg Muecht an der weider ze benotzen.

8 Saachen ze berücksichtegen fir héichqualitativ Dënnfilm Solarpanneauen

Wann Dir Solarpanneauen kaaft, muss net nëmmen de Präis a Qualitéit berücksichtegt ginn, och aner Faktoren sollten am Kapp behalen ginn.

l Effizienz: Héich Effizienz kann méi vun der Sonn Energie an Elektrizitéit ëmsetzen. Allgemeng eng méi héich Konzentratioun vu Ladungsträger ze hunn kann d'Effizienz vun der Solarzelle erhéijen andeems d'Konduktivitéit erhéicht gëtt. D'Zousatz vun engem Konzentrator zu enger Solarzelle hëlleft net nëmmen d'Effizienz ze erhéijen, mee kann och de Raum, d'Materialien an d'Käschte reduzéieren fir d'Zelle ze produzéieren.

l Haltbarkeet a Liewensdauer: E puer Dënnfilmmoduler hunn och Probleemer mat der Degradatioun ënner verschiddene Konditiounen. Ënnert all Material, CdTe weist déi bescht Resistenz géint Leeschtungsdegradatioun mat Temperatur. An am Géigesaz zu anere Dënnfilmmaterialien, tendéiert CdTe zimlech resistent géint Ëmweltbedéngungen wéi Temperatur a Feuchtigkeit ze sinn, awer flexibel CdTe Paneele kënnen d'Leeschtungsdegradatioun ënner ugewandte Spannungen oder Spannungen erliewen.

l Gewiicht: Et bezitt sech op d'Dicht vun der Dënnfilm Solarpanneau. Am Allgemengen sinn dënn Film Solarpanneauen liicht gewiicht, sou datt Dir net Angscht sollt hunn dout Gewiicht op Ärem Daach opzemaachen. Trotzdem muss d'Gewiicht nach ëmmer berücksichtegt ginn wann Dir déi auswielt fir sécherzestellen datt et net iwwerlaascht gëtt fir d'Installatioun.

l Temperatur: Dëst bedeit d'Mindest- a Maximaltemperatur an där d'Dënnfilm Solarpanneau funktionéiere kann. Am Allgemengen ginn all déi bescht Dënnfilm Solarpanneauen als Minimumstemperatur vun -40°C an eng maximal Temperatur vun 80°C ugesinn.