X'inhu Thin-film Solar Panels

1. X'inhu Thin-film Solar Panels?

B'differenza miċ-ċelloli solari ta 'l-ewwel ġenerazzjoni li huma magħmula minn silikon kristallin wieħed jew multi-kristallin, pannelli solari b'film irqiq huma manifatturati bl-użu ta' saffi wieħed jew multipli ta 'elementi PV fuq wiċċ magħmul minn varjetà ta' ħġieġ, plastik jew metall biex jikkonvertu dawl tax-xemx fl-elettriku. U dawk l-aktar komunement użati għat-teknoloġija solari ta 'film irqiq huma tellurur tal-kadmju (CdTe), selenid tal-gallju tal-indju tar-ram (CIGS), silikon amorfu (a-Si), u arsenide tal-gallju (GaAs).

2 L-Istruttura tal-Panewijiet Solari b'film irqiq

Pannelli Solari b'film irqiq jikkonsistu f'numru kbir ta 'ċelluli solari b'film irqiq u jużaw enerġija ħafifa (fotoni) mix-Xemx biex jiġġeneraw l-elettriku permezz tal-effett fotovoltajku Jinkludi wkoll saffi, backsheet u junction box, kollha kemm huma jaħdmu flimkien biex jiżguraw it-tħaddim normali tal-pannelli solari.

X'inhu ċ-ċelloli solari tal-film irqiq?

Ċelloli solari b'film irqiq huma apparati elettroniċi li jikkonvertu d-dawl tax-xemx f'enerġija elettrika bl-effett fotovoltajku. Ċelloli b'film irqiq għandhom tendenza li jużaw ħafna inqas materjal - iż-żona attiva taċ-ċellula hija ġeneralment biss 1 sa 10 mikrometri ħoxnin. Ukoll, iċ-ċelloli tal-film irqiq normalment jistgħu jiġu manifatturati fi proċess ta 'żona kbira, li jista' jkun proċess ta 'produzzjoni awtomatizzat u kontinwu.

Barra minn hekk, pannelli solari b'film irqiq juża saff irqiq ta 'ossidu konduttur trasparenti, bħal ossidu tal-landa biex jaħdmu. Filwaqt li ċ-ċelloli tal-film irqiq huma magħmula minn ħafna ħbub kristallini ċkejkna ta 'materjali semikondutturi biex joħolqu aħjar il-kamp elettriku b'interface, imsejħa eterojunction. Generalloy dan it-tip ta 'apparat ta' film irqiq jista 'jsir bħala unità waħda - jiġifieri, b'mod monolitiku - b'saff fuq saff jiġi depożitat b'mod sekwenzjali fuq xi sottostrat, inkluża depożizzjoni ta 'kisja kontra r-riflessjoni u ossidu konduttur trasparenti.

X'inhu saffi?

Normalment il-pannell solari b'film irqiq għandu saff irqiq ħafna (inqas minn 0.1 mikron) fuq nett imsejjaħ is-saff ta '"tieqa" biex jassorbi l-enerġija tad-dawl mit-tarf ta' enerġija għolja biss tal-ispettru. Għandu jkun irqiq biżżejjed u jkollu bandgap wiesa 'biżżejjed (2.8 eV jew aktar) biex iħalli d-dawl kollu disponibbli permezz tal-interface (eterojunction) għas-saff li jassorbi. Is-saff li jassorbi taħt it-tieqa, normalment iddopat tat-tip p, mgħammar b'assorbiment għoli (kapaċità li jassorbi fotoni) għal kurrent għoli u distakk ta 'faxxa adattat biex jipprovdi vultaġġ tajjeb.

X'inhu backsheet?

Bħala polimeru jew taħlita ta 'polimeri b'diversi addittivi, backsheet hija mfassla biex tipprovdi ostaklu bejn iċ-ċelloli solari u l-ambjent ta' barra. Minn fejn nistgħu naraw il-backsheet hija komponent kritiku fid-durabilità, l-effiċjenza u l-lonġevità ta 'pannell solari.

X'inhi junction box?

Bħala egħluq elettriku użat biex jospita u jipproteġi konnessjonijiet elettriċi, junction box hija ddisinjata apposta biex tipprovdi ambjent sigur u sigur għall-konnessjonijiet elettriċi sabiex jipprevjeni kuntatt aċċidentali ma 'wajers ħajjin u biex tissimplifika manutenzjoni jew tiswijiet futuri. Normalment kaxxa ta 'junction PV hija mwaħħla mad-dahar tal-pannell solari u tiffunzjona bħala l-interface tal-ħruġ tagħha. Konnessjonijiet esterni għall-biċċa l-kbira tal-moduli fotovoltajċi jużaw konnetturi MC4 biex jiffaċilitaw konnessjonijiet faċli għat-temp mal-bqija tas-sistema. Jista 'jintuża wkoll interface tal-enerġija USB.

3 L-Istorja tal-Iżvilupp ta 'Panewijiet Solari b'film irqiq

L-istorja tal-pannelli solari b'film irqiq tmur lura għas-snin sebgħin, meta r-riċerkaturi bdew l-esplorazzjoni tal-ponn tagħhom dwar l-użu ta 'film irqiq (a-Si) ta' semikondutturi biex tisfrutta l-enerġija solari, dak iż-żmien l-interess fit-teknoloġija tal-film irqiq għal użu kummerċjali u l-applikazzjonijiet aerospazjali jippromwovu l-iżvilupp ta 'apparat solari ta' film irqiq tas-silikon amorfu.

Fis-snin tmenin, l-avvanzi fit-teknoloġija ffaċilitaw l-espansjoni ta 'materjali eżistenti ta' film irqiq f'oħrajn ġodda, bħal telluride tal-kadmju (CdTe) u selenide tal-gallju tal-indju tar-ram (CIGS), li għandu effiċjenzi ta 'konverżjoni ogħla u spejjeż ta' produzzjoni aktar baxxi.

Id-disgħinijiet u s-snin 2000 kienu żmien ta 'avvanzi sinifikanti fl-esplorazzjoni ta' materjali-materjali solari tat-tielet ġenerazzjoni ġodda bil-potenzjal li jegħlbu limiti teoretiċi ta 'effiċjenza għal materjali tradizzjonali ta' stat solidu. Ġew żviluppati prodotti ġodda bħal ċelloli solari sensittivi biż-żebgħa, ċelloli solari quantum dot.

Fis-snin 2010 u kmieni fl-2020, l-innovazzjoni fit-teknoloġija solari b'film irqiq inkludiet sforzi biex tespandi t-teknoloġija solari tat-tielet ġenerazzjoni għal applikazzjonijiet ġodda u biex tnaqqas l-ispejjeż tal-produzzjoni. Fl-2004, il-Laboratorju Nazzjonali tal-Enerġija Rinnovabbli (NREL) kiseb effiċjenza rekord dinji ta '19.9% ​​għal modulu ta' film irqiq CIGS. Fl-2022, ċelloli solari ta 'film irqiq organiċi flessibbli ġew integrati fid-drapp.

Illum il-ġurnata, ċelloli solari organiċi flessibbli ta 'film irqiq integrati fil-fabbrikazzjonijiet jagħmluhom għażla aħjar minn pannelli tas-silikon tradizzjonali. U t-teknoloġija tal-film irqiq maqbuda madwar 19% tat-total tal-U.S. sehem tas-suq fl-istess sena, inkluż 30% tal-produzzjoni fuq skala ta 'utilità.

4.It-Tipi ta 'Panewijiet Solari

Hemm diversi tipi ta 'materjali użati biex jimmanifatturaw ċelloli solari b'film irqiq, ibbażati fuq il-materja prima tagħhom, jistgħu jinqasmu f'erba' tipi 

l Pannelli tal-Film Irqiq tal-kadmju Telluride (CdTe) huma tip ta 'pannell solari li juża saff irqiq ta' tellurur tal-kadmju depożitat fuq materjal sottostrat, bħal ħġieġ jew azzar li ma jissaddadx, bħala l-materjal semikonduttur. Mhux biss ħfief u faċli biex jiġu installati, għandhom ukoll produzzjoni ta 'enerġija għolja f'kundizzjonijiet ta' dawl baxx, li jfisser li jistgħu jiġġeneraw l-elettriku anke f'temp imsaħħab jew imsaħħab. Huwa stmat li l-pannelli solari CdTe b'film irqiq laħqu effiċjenza ta '19% taħt Kundizzjonijiet Standard ta' Ittestjar (STC), iżda ċelloli solari singoli kisbu effiċjenzi ta '22.1%. Madankollu, hemm xi tħassib dwar it-tossiċità tal-kadmju, peress li huwa metall tqil li jista 'jikkawża ħsara ambjentali jekk ma jintremax kif suppost.

l Pannelli tal-Film Irqiq tar-Ram Indju Gallju Selenide (CIGS) huma manifatturati billi jitqiegħed saff ta 'elettrodu tal-molibdenu (Mo) fuq is-sottostrat permezz ta' proċess ta 'sputtering Meta mqabbla ma 'teknoloġiji PV oħra, għandhom effiċjenza għolja u jistgħu jiksbu effiċjenza teoretika ta' 33% fil-futur. Barra minn hekk, huma inqas suxxettibbli għal qsim jew tkissir u jitħaddmu faċilment. Madankollu, minkejja dawn il-vantaġġi, l-ispiża hija relattivament aktar għalja milli għal teknoloġiji oħra, li jistgħu jfixklu l-iżvilupp ulterjuri tagħhom.

l Il-Panewijiet tal-Film Irqiq tas-Silikon Amorfu (a-Si) huma manifatturati bl-ipproċessar ta 'pjanċi tal-ħġieġ jew sottostrati flessibbli, flimkien ma' konfigurazzjoni p-i-n jew n-i-p. Vantaġġi tal-pannelli tal-film irqiq a-Si jinkludu l-flessibilità u l-kostruzzjoni ħafifa tagħhom, li tagħmilhom ideali għall-użu f'applikazzjonijiet portabbli, bħall-ikkampjar jew it-tħaddim ta 'sensors remoti. Madankollu, peress li l-ħġieġ konduttiv għal dawn il-pannelli huwa għali u l-proċess huwa bil-mod, il-prezz tiegħu huwa relattivament għoli ta 'kważi $ 0.69/W.

l Il-Panewijiet tal-Film Irqiq tal-Arsenidu tal-Gallju (GaAs) huma aktar kumplessi milli għal ċelloli solari regolari b'film irqiq tal-proċess tal-manifattura. Ta 'min isemmi li jiksbu effiċjenzi għoljin sa 39.2% u huma aktar reżistenti għas-sħana u l-umdità. Madankollu, il-ħin tal-manifattura, l-ispiża għall-materjali, u materjali ta 'tkabbir għoli, jagħmluha għażla inqas vijabbli.

5.L-Applikazzjonijiet ta 'Panewijiet Solari b'film irqiq

Bħala klassi emerġenti ta 'alternattivi għall-fotovoltajċi tas-silikon, pannelli solari b'film irqiq jintużaw prinċipalment fl-oqsma li ġejjin.

l Fotovoltajċi Integrati fil-Bini (BIPV)

Peress li l-pannelli PV ta 'film irqiq jistgħu jkunu sa 90% eħfef minn pannelli tas-silikon, applikazzjoni waħda li tibda ssir popolari mad-dinja kollha hija BIPV, fejn il-pannelli solari huma mwaħħla mal-madum tas-saqaf, tieqa, strutturi dgħajfa eċċ. Barra minn hekk,  xi tipi ta 'film irqiq PV jistgħu jsiru semi-trasparenti, li jgħinu biex iżommu l-estetika għad-djar u l-bini filwaqt li jippermettu l-possibbiltà ta' ġenerazzjoni ta 'enerġija solari.

l Applikazzjonijiet spazjali

Minħabba l-vantaġġi ta 'ħfief, effiċjenti ħafna, temperatura wiesgħa ta' firxa ta 'tħaddim, u anke r-reżistenza għall-ħsara kontra r-radjazzjoni, pannelli solari b'film irqiq, speċjalment pannelli solari CIGS u GaAs, kienu ideali għal applikazzjonijiet spazjali.

l Vetturi u applikazzjonijiet tal-baħar

Applikazzjoni komuni ta 'pannelli solari b'film irqiq hija l-installazzjoni ta' moduli PV flessibbli fuq il-bjut tal-vetturi (speċjalment RVs jew xarabanks) u l-gverti ta 'dgħajjes u bastimenti oħra, li jistgħu jintużaw biex iħaddmu l-elettriku filwaqt li fl-istess ħin iżommu l-estetika.

l Applikazzjonijiet portabbli

Il-portabbiltà u d-daqs tagħha pprovdewha żvilupp sostenibbli fis-settur żgħir tal-elettronika awto-powered u tal-Internet tal-Oġġetti (IoT), li huwa mistenni li jikber sostanzjalment fis-snin li ġejjin. U bl-avvanz tiegħu, jista 'jiġi applikat aktar f'postijiet remoti b'pannelli solari li jintwew, banek tal-enerġija solari, laptops li jaħdmu bl-enerġija solari eċċ.

6.Ix-xejriet ta 'żvilupp ta' Pannelli Solari b'film irqiq

Bl-aċċettazzjoni dejjem tiżdied tal-enerġija solari madwar id-dinja, l-implimentazzjoni ta 'restrizzjonijiet stretti tal-enerġija u l-isforzi tal-gvern li qed jiżdiedu biex jintegraw sorsi ħodor fil-grilja, pannelli solari b'film irqiq huwa mistenni li jolqot madwar USD 27.11 biljun sal-2030 b'CAGR notevoli ta' 8.29% minn 2022 sa 2030 Iż-żieda hija mmexxija mill-vantaġġi tagħha u R&D, peress li huma estremament ekonomiċi u faċilment maħluqa, jutilizzaw inqas materjal u jipproduċu inqas skart. U r-R&D biex ittejjeb ir-reżistenza u l-prestazzjoni taċ-ċelloli solari se toħloq ukoll opportunitajiet ġodda għat-tkabbir tas-suq.

Madankollu, l-opportunitajiet jingħaqdu mal-isfida. Il-livelli għoljin ta' kompetizzjoni, ambjent regolatorju li qed jinbidel kif ukoll id-disponibbiltà ta' finanzi u riżorsi skarsi jfisser li bħalissa jistgħu ma jkunux kapaċi jieħdu parti mdaqqsa mis-sehem tas-suq globali.

7 L-Analiżi tal-Investiment ta 'Panewijiet Solari b'film irqiq

Is-suq għaċ-ċelloli solari b'film irqiq jidher li qed jiżviluppa f'dawn l-aħħar snin, li huwa mmexxi minn diversi fatturi.

l Analiżi tat-Tip tal-Prodott

Fl-2018, CdTe ipproduċa l-elettriku bi prezz li kien sinifikament aktar baxx minn jew fl-istess livell ta’ dak tas-sorsi ta’ enerġija konvenzjonali tal-fjuwils fossili. Minħabba l-operat mhux tossiku, irħas u l-ispejjeż tal-produzzjoni tiegħu, fil-preżent il-kategorija tat-tellurur tal-kadmju ddominat is-suq dinji taċ-ċelluli solari b'film irqiq, u huwa antiċipat li se tkompli tikber bl-iktar rata mgħaġġla matul il-perjodu ta 'tbassir.

l Analiżi tal-Utent Aħħar

L-iżvilupp u r-riċerka li qed jogħlew biex ibaxxu l-ispejjeż tal-installazzjoni u l-manutenzjoni jistgħu jagħtu spinta lill-ħtiġijiet tal-konsumatur. Fl-2022, is-suq tal-utilità iddomina s-suq dinji taċ-ċelluli solari b'film irqiq, u huwa mbassar li se jkompli jiżviluppa bl-iktar rata mgħaġġla matul il-perjodu tat-tbassir. . Peress li l-pannelli solari b'film irqiq jiddegradaw b'pass ħafna aktar kajman, joffru alternattiva potenzjali għall-pannelli solari tradizzjonali c-Si.

l Analiżi Reġjonali

L-Asja-Paċifiku kien l-akbar reġjun fid-dinja għal ċelloli solari b'film irqiq fl-2022, u huwa antiċipat li se jkompli jespandi bl-ogħla rata, li hija mmexxija minn ħafna fatturi. Pereżempju, bħala l-akbar swieq solari PV madwar id-dinja, iċ-Ċina se tgħolli l-mira għall-enerġija rinnovabbli minn 20% għal 35% sal-2030. U l-faċilitajiet fotovoltajċi solari fuq skala ta 'utilità fiċ-Ċina l-aktar jimpjegaw teknoloġija ta' film irqiq. Barra minn hekk, il-Ġappun iddikjara wkoll l-intenzjoni tiegħu li juża biss enerġija sostenibbli aktar.

8 Affarijiet li għandek tikkonsidra għal Pannelli Solari ta' kwalità għolja b'film irqiq

Meta jixtru pannelli solari, mhux biss il-prezz u l-kwalità għandhom jiġu kkunsidrati, fatturi oħra għandhom ukoll jinżammu f'moħħhom.

l Effiċjenza: Effiċjenza għolja tista 'tikkonverti aktar mill-enerġija tax-xemx f'elettriku. Ġeneralment li jkollok konċentrazzjoni ogħla ta 'trasportaturi ta' ċarġ tista 'żżid l-effiċjenza taċ-ċellula solari billi żżid il-konduttività. Iż-żieda ta 'konċentratur ma' ċellula solari mhux biss tgħin biex tiżdied l-effiċjenza, iżda tista 'wkoll tnaqqas l-ispazju, il-materjali, u l-ispiża meħtieġa biex tipproduċi ċ-ċellula.

l Durabilità u tul il-ħajja: Xi moduli ta 'film irqiq għandhom ukoll kwistjonijiet ta' degradazzjoni taħt kundizzjonijiet varji. Fost il-materjali kollha, CdTe li juri l-aħjar reżistenza għad-degradazzjoni tal-prestazzjoni bit-temperatura. U kuntrarjament għal materjali oħra ta 'film irqiq, CdTe għandu tendenza li jkun pjuttost reżistenti għal kundizzjonijiet ambjentali bħat-temperatura u l-umdità, iżda pannelli CdTe flessibbli jistgħu jesperjenzaw degradazzjoni tal-prestazzjoni taħt tensjonijiet jew razez applikati.

l Piż: Jirreferi għad-densità tal-pannell solari b'film irqiq. B'mod ġenerali, il-pannelli solari b'film irqiq huma piżijiet ħafif u għalhekk m'għandekx tibża 'li tapplika piż mejjet fuq is-saqaf tiegħek. Madankollu, il-piż għad irid jiġi kkunsidrat meta jintgħażlu dawk sabiex jiġi żgurat li ma jkunx mgħobbi żżejjed għall-installazzjoni.

l Temperatura: Dan ifisser it-temperatura minima u massima li fiha jista' jiffunzjona l-pannell solari Thin Film. B'mod ġenerali, l-aħjar pannelli solari tal-film irqiq huma kkunsidrati li għandhom temperatura minima ta '-40 ° C u temperatura massima ta' 80 ° C.