पातलो-फिल्म सौर प्यानल के हो

1. पातलो-फिल्म सौर प्यानल के हो?

पहिलो पुस्ताको सौर्य कक्षहरू एकल वा बहु-क्रिस्टलाइन सिलिकनबाट बनेको विपरीत, पातलो-फिल्म सौर्य प्यानलहरू एकल वा धेरै तहहरू प्रयोग गरी बनाइन्छ जुन सतहमा विभिन्न प्रकारका गिलास, प्लास्टिक वा धातुहरू मिलेर बनाइन्छ। सूर्यको किरण बिजुलीमा। र पातलो-फिल्म सौर्य टेक्नोलोजीका लागि सबैभन्दा सामान्य रूपमा प्रयोग हुने क्याडमियम टेलुराइड (CdTe), कपर इन्डियम ग्यालियम सेलेनाइड (CIGS), अमोर्फस सिलिकन (a-Si), र ग्यालियम आर्सेनाइड (GaAs) हुन्।

2 पातलो-फिल्म सौर प्यानलहरूको संरचना

पातलो-फिल्म सौर प्यानलहरू ठूलो संख्यामा पातलो-फिल्म सौर कक्षहरू हुन्छन् र फोटोभोल्टिक प्रभाव मार्फत बिजुली उत्पादन गर्न सूर्यबाट प्रकाश ऊर्जा (फोटोनहरू) प्रयोग गर्छन्। यसले तहहरू, ब्याकसिट र जंक्शन बक्स पनि समावेश गर्दछ, ती सबैले सौर्य प्यानलहरूको सामान्य सञ्चालन सुनिश्चित गर्न सँगै काम गर्छन्।

पातलो-फिल्म सौर कक्षहरू के हो?

पातलो-फिल्म सौर सेलहरू इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरू हुन् जसले फोटोभोल्टिक प्रभावद्वारा सूर्यको प्रकाशलाई विद्युत ऊर्जामा रूपान्तरण गर्दछ। पातलो-फिल्म कोशिकाहरूले धेरै कम सामग्री प्रयोग गर्ने प्रवृत्ति - सेलको सक्रिय क्षेत्र सामान्यतया 1 देखि 10 माइक्रोमिटर मात्र मोटो हुन्छ। साथै, पातलो-फिल्म सेलहरू सामान्यतया ठूलो-क्षेत्र प्रक्रियामा निर्माण गर्न सकिन्छ, जुन स्वचालित, निरन्तर उत्पादन प्रक्रिया हुन सक्छ।

यसबाहेक, पातलो-फिल्म सौर प्यानलहरूले काम गर्न टिन अक्साइड जस्ता पारदर्शी कन्डक्टिङ अक्साइडको पातलो तह प्रयोग गर्दछ। जबकि पातलो-फिल्म कोशिकाहरू सेमीकन्डक्टर सामग्रीका धेरै साना क्रिस्टलीय दानाहरूबाट बनेका हुन्छन् एक इन्टरफेसको साथ विद्युतीय क्षेत्रलाई राम्रोसँग सिर्जना गर्न, जसलाई हेटेरोजंक्शन भनिन्छ। Generalloy यस प्रकारको पातलो-फिल्म उपकरणहरू एकल एकाइको रूपमा बनाउन सकिन्छ - अर्थात्, मोनोलिथिक रूपमा - लेयर अन लेयरको साथ केही सब्सट्रेटमा क्रमिक रूपमा जम्मा गरिँदै, एन्टिरिफ्लेक्शन कोटिंग र पारदर्शी कन्डक्टिंग अक्साइडको निक्षेप सहित।

तहहरू के हो?

सामान्यतया पातलो-फिल्म सौर प्यानलको माथिल्लो भागमा धेरै पातलो (०.१ माइक्रोन भन्दा कम) तह हुन्छ जसलाई स्पेक्ट्रमको उच्च-ऊर्जा छेउबाट मात्र प्रकाश ऊर्जा अवशोषित गर्न "विन्डो" तह भनिन्छ। यो पर्याप्त पातलो हुनुपर्छ र सबै उपलब्ध प्रकाशलाई इन्टरफेस (हेटेरोजंक्शन) मार्फत अवशोषित तहमा पुर्‍याउन पर्याप्त ब्यान्डग्याप (2.8 eV वा बढी) हुनुपर्छ। विन्डो मुनिको अवशोषण तह, सामान्यतया डोप गरिएको p-प्रकार, उच्च करन्टको लागि उच्च अवशोषण क्षमता (फोटोनहरू अवशोषित गर्ने क्षमता) र राम्रो भोल्टेज प्रदान गर्न उपयुक्त ब्यान्ड ग्यापले सुसज्जित हुन्छ।

ब्याकसिट के हो?

पोलिमर वा विभिन्न additives संग पोलिमर को एक संयोजन को रूप मा, ब्याकसिट सौर कोशिकाहरु र बाहिरी वातावरण को बीच एक अवरोध प्रदान गर्न को लागी डिजाइन गरिएको छ। जसबाट हामी देख्न सक्छौं कि ब्याकसिट सौर्य प्यानलको स्थायित्व, दक्षता र दीर्घायुमा एक महत्वपूर्ण घटक हो।

जंक्शन बक्स के हो?

घर र बिजुली जडानहरूको सुरक्षा गर्न प्रयोग गरिने विद्युतीय घेराको रूपमा, जंक्शन बक्स विशेष रूपमा विद्युतीय जडानहरूको लागि सुरक्षित र सुरक्षित वातावरण प्रदान गर्न डिजाइन गरिएको छ ताकि प्रत्यक्ष तारहरूसँग आकस्मिक सम्पर्कलाई रोक्न र भविष्यको मर्मत वा मर्मतलाई सरल बनाउनको लागि। सामान्यतया PV जंक्शन बक्स सोलार प्यानलको पछाडि जोडिएको हुन्छ र यसको आउटपुट इन्टरफेसको रूपमा कार्य गर्दछ। अधिकांश फोटोभोल्टिक मोड्युलहरूका लागि बाह्य जडानहरूले प्रणालीको बाँकी भागहरूमा सजिलो मौसम प्रतिरोधी जडानहरू सहज बनाउन MC4 कनेक्टरहरू प्रयोग गर्छन्। एक USB पावर इन्टरफेस पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ।

3 पातलो-फिल्म सौर प्यानलहरूको विकास इतिहास

पातलो-फिल्म सौर प्यानलहरूको इतिहास 1970 को दशकको हो, जब अन्वेषकहरूले सौर्य ऊर्जा प्रयोग गर्न अर्धचालकहरूको पातलो फिल्म (a-Si) को प्रयोगमा आफ्नो मुट्ठी अन्वेषण सुरु गरे, त्यो समयमा व्यावसायिक प्रयोगको लागि पातलो-फिल्म प्रविधिमा रुचि थियो। र एरोस्पेस अनुप्रयोगहरूले अनाकार सिलिकन पातलो-फिल्म सौर उपकरणहरूको विकासलाई बढावा दिन्छ।

1980 को दशकमा, टेक्नोलोजीमा भएको प्रगतिले अवस्थित पातलो-फिल्म सामग्रीलाई नयाँमा विस्तार गर्न सहज बनायो, जस्तै क्याडमियम टेलुराइड (CdTe) र कपर इन्डियम ग्यालियम सेलेनाइड (CIGS), जसमा उच्च रूपान्तरण क्षमता र कम उत्पादन लागत छ।

1990s र 2000s नयाँ तेस्रो-पुस्ताको सौर्य सामग्रीको अन्वेषणमा महत्त्वपूर्ण प्रगतिको समय थियो - परम्परागत ठोस-राज्य सामग्रीहरूको लागि सैद्धान्तिक दक्षता सीमाहरू पार गर्ने क्षमता भएको सामग्री। डाई सेन्सिटाइज्ड सोलार सेल, क्वान्टम डट सोलार सेल जस्ता मङ्ग नयाँ उत्पादनहरू विकास गरियो।

2010 र 2020 को प्रारम्भमा, पातलो-फिल्म सौर्य प्रविधिमा आविष्कारले तेस्रो-पुस्ताको सौर्य प्रविधिलाई नयाँ अनुप्रयोगहरूमा विस्तार गर्ने र उत्पादन लागत घटाउने प्रयासहरू समावेश गरेको छ। 2004 मा, राष्ट्रिय नवीकरणीय ऊर्जा प्रयोगशाला (NREL) ले CIGS पातलो-फिल्म मोड्युलको लागि 19.9% ​​को विश्व रेकर्ड दक्षता हासिल गर्यो। 2022 मा, लचिलो जैविक पातलो-फिल्म सौर सेलहरू कपडामा एकीकृत गरियो।

आजकल, लचिलो जैविक पातलो-फिल्म सौर्य कोशिकाहरू फेब्रिकेशनहरूमा एकीकृत भएकाले तिनीहरूलाई परम्परागत सिलिकन प्यानलहरू भन्दा राम्रो विकल्प बनाउँदछ। र पातलो-फिल्म प्रविधिले कुल यूएसको लगभग 19% कब्जा गरेको छ। एकै वर्षमा बजार साझेदारी, उपयोगिता-स्तर उत्पादनको 30% सहित।

4. सौर्य प्यानलका प्रकारहरू

पातलो-फिल्म सौर कक्षहरू निर्माण गर्न प्रयोग हुने धेरै प्रकारका सामग्रीहरू छन्, तिनीहरूको कच्चा पदार्थको आधारमा, तिनीहरूलाई चार प्रकारमा विभाजन गर्न सकिन्छ। 

l क्याडमियम टेलुराइड (CdTe) थिन-फिल्म प्यानलहरू सौर्य प्यानलको एक प्रकार हुन् जसले सेमीकन्डक्टर सामग्रीको रूपमा गिलास वा स्टेनलेस स्टील जस्ता सब्सट्रेट सामग्रीमा जम्मा गरिएको क्याडमियम टेलुराइडको पातलो तह प्रयोग गर्दछ। हल्का तौल र स्थापना गर्न सजिलो मात्र होइन, तिनीहरूसँग कम प्रकाश अवस्थाहरूमा उच्च ऊर्जा उत्पादन पनि हुन्छ, जसको मतलब तिनीहरूले बादल वा बादल छाएको मौसममा पनि बिजुली उत्पादन गर्न सक्छन्। यो अनुमान गरिएको छ कि CdTe पातलो-फिल्म सौर प्यानल मानक परीक्षण अवस्था (STC) अन्तर्गत 19% दक्षतामा पुग्यो, तर एकल सौर कक्षहरूले 22.1% को दक्षता हासिल गरेको छ। जे होस्, क्याडमियमको विषाक्तताको बारेमा केही चिन्ताहरू छन्, किनकि यो एक भारी धातु हो जसले वातावरणलाई क्षति पुर्‍याउन सक्छ यदि उचित रूपमा निकासी नगरियो भने।

l कपर इन्डियम ग्यालियम सेलेनाइड (CIGS) पातलो-फिल्म प्यानलहरू स्पटरिङ प्रक्रिया मार्फत सब्सट्रेटमा मोलिब्डेनम (Mo) इलेक्ट्रोड तह राखेर निर्माण गरिन्छ। अन्य PV प्रविधिहरूको तुलनामा, तिनीहरूसँग उच्च दक्षता छ र भविष्यमा 33% को सैद्धांतिक दक्षता हासिल गर्न सक्छ। थप रूपमा, तिनीहरू क्र्याक वा भाँच्ने र सजिलैसँग सञ्चालन हुने सम्भावना कम हुन्छन्। यद्यपि, यी फाइदाहरूको बावजुद, लागत अन्य प्रविधिहरूको तुलनामा तुलनात्मक रूपमा महँगो छ, जसले तिनीहरूको थप विकासमा बाधा पुर्‍याउन सक्छ।

l अमोर्फस सिलिकन (a-Si) पातलो-फिल्म प्यानलहरू p-i-n वा n-i-p कन्फिगरेसनको साथ ग्लास प्लेटहरू वा लचिलो सब्सट्रेटहरू प्रशोधन गरेर निर्माण गरिन्छ। ए-सी थिन-फिल्म प्यानलका फाइदाहरूमा तिनीहरूको लचिलोपन र हल्का तौल निर्माण समावेश छ, जसले तिनीहरूलाई क्याम्पिङ वा रिमोट सेन्सरहरू पावर गर्ने जस्ता पोर्टेबल अनुप्रयोगहरूमा प्रयोगको लागि आदर्श बनाउँछ। यद्यपि, यी प्यानलहरूको लागि प्रवाहकीय गिलास महँगो भएको र प्रक्रिया ढिलो भएकोले, यसको मूल्य लगभग $0.69/W को तुलनात्मक रूपमा महँगो छ।

l ग्यालियम आर्सेनाइड (GaAs) पातलो-फिल्म प्यानलहरू उत्पादन प्रक्रियाको नियमित पातलो-फिल्म सौर कक्षहरूको तुलनामा अधिक जटिल हुन्छन्। यो उल्लेख गर्न लायक छ कि तिनीहरूले 39.2% सम्मको उच्च दक्षता प्राप्त गर्छन् र गर्मी र नमीको लागि अधिक प्रतिरोधी छन्। जे होस्, निर्माण समय, सामग्रीको लागि लागत, र उच्च वृद्धि सामग्री, यसलाई कम व्यवहार्य विकल्प बनाउँछ।

5. पातलो-फिल्म सौर प्यानल को अनुप्रयोग

सिलिकन फोटोभोल्टिकको विकल्पको उदीयमान वर्गको रूपमा, पातलो-फिल्म सौर प्यानलहरू मुख्य रूपमा निम्न क्षेत्रहरूमा प्रयोग गरिन्छ।

l भवन-एकीकृत फोटोभोल्टिक्स (BIPV)

पातलो फिलिम PV प्यानलहरू सिलिकन प्यानलहरू भन्दा 90% सम्म हल्का हुनसक्ने हुनाले, विश्वव्यापी रूपमा लोकप्रिय हुन थालेको एउटा अनुप्रयोग BIPV हो, जहाँ सौर्य प्यानलहरू छतका टाईलहरू, झ्यालहरू, कमजोर संरचनाहरू र यस्तै अन्यमा जोडिएका हुन्छन्। साथै,  केही प्रकारको पातलो फिलिम PV अर्ध-पारदर्शी बनाउन सकिन्छ, जसले सौर्य ऊर्जा उत्पादनको सम्भावनालाई अनुमति दिँदै घर र भवनहरूको सौन्दर्यता राख्न मद्दत गर्दछ।

l अन्तरिक्ष अनुप्रयोगहरू

हल्का तौल, अत्यधिक कुशल, सञ्चालन दायराको फराकिलो तापक्रम, र विकिरण विरुद्धको क्षति प्रतिरोधको फाइदाका कारण, पातलो-फिल्म सौर प्यानलहरू, विशेष गरी CIGS र GaAs सौर प्यानलहरू, अन्तरिक्ष अनुप्रयोगहरूको लागि एक आदर्श भएको छ।

l सवारी साधन र समुद्री अनुप्रयोगहरू

पातलो-फिल्म सौर्य प्यानलहरूको एउटा सामान्य प्रयोग भनेको सवारीसाधनको छत (विशेष गरी RVs वा बसहरू) र डुङ्गा र अन्य जहाजहरूको डेकमा लचिलो PV मोड्युलहरू स्थापना गर्नु हो, जुन एकै समयमा सौन्दर्यता कायम राख्दै बिजुली चलाउन प्रयोग गर्न सकिन्छ।

l पोर्टेबल अनुप्रयोगहरू

यसको पोर्टेबिलिटी र साइजले यसलाई सानो स्व-संचालित इलेक्ट्रोनिक्स र इन्टरनेट अफ थिंग्स (IoT) क्षेत्रमा दिगो विकास प्रदान गरेको छ, जुन आगामी वर्षहरूमा ठूलो वृद्धि हुने अपेक्षा गरिएको छ। र यसको प्रगति संग, यसलाई फोल्ड गर्न मिल्ने सौर्य प्यानल, सौर्य शक्ति बैंक, सौर्य उर्जा ल्यापटप र यस्तै अन्य दुर्गम स्थानहरूमा लागू गर्न सकिन्छ।

6. पातलो-फिल्म सौर प्यानलहरूको विकास प्रवृत्ति

विश्वव्यापी रूपमा सौर्य ऊर्जाको बढ्दो स्वीकृतिको साथ, कडा ऊर्जा प्रतिबन्धहरूको कार्यान्वयन र ग्रिडमा हरियो स्रोतहरू एकीकृत गर्न बढ्दो सरकारी प्रयासहरू, पातलो-फिल्म सौर प्यानलहरू 2030 सम्ममा 8.29% को उल्लेखनीय CAGR संग USD 27.11 बिलियन पुग्ने अपेक्षा गरिएको छ। २०२२ देखि 2030 वृद्धि यसको फाइदा र आर द्वारा संचालित छ&D, तिनीहरू अत्यन्तै किफायती र सजिलैसँग सिर्जना गरिएका हुनाले, कम सामग्री प्रयोग गर्नुहोस् र कम फोहोर उत्पादन गर्नुहोस्। र आर&डी सौर्य सेल सहनशीलता र प्रदर्शन बृद्धि गर्न बजार वृद्धिको लागि नयाँ अवसरहरू पनि सिर्जना गर्नेछ।

तर, चुनौतीसँगै अवसर पनि आउँछन् । प्रतिस्पर्धाको उच्च स्तर, बदलिँदो नियामक वातावरण र दुर्लभ वित्त र स्रोतहरूको उपलब्धताले वर्तमानमा उनीहरूले विश्वव्यापी बजारको ठूलो हिस्सा लिन सक्षम नहुन सक्छन्।

7 पातलो-फिल्म सौर प्यानलहरूको लगानी विश्लेषण

पातलो-फिल्म सौर कक्षहरूको बजार हालका वर्षहरूमा विकसित भएको देखिन्छ, जुन धेरै कारकहरूद्वारा संचालित छ।

l उत्पादन प्रकार विश्लेषण

2018 मा, CdTe ले एक मूल्यमा बिजुली उत्पादन गर्‍यो जुन ऊर्जाको परम्परागत जीवाश्म ईन्धन स्रोतहरूको तुलनामा उल्लेखनीय रूपमा कम थियो। यसको गैर-विषाक्त, सस्तो सञ्चालन र उत्पादन लागतको कारण, वर्तमानमा क्याडमियम टेलुराइड श्रेणीले विश्वव्यापी पातलो-फिल्म सौर सेल बजारमा प्रभुत्व जमाएको छ, र यो अनुमान गरिएको छ कि यो भविष्यवाणी अवधिभर द्रुत दरमा बढ्दै जानेछ।

l अन्त-प्रयोगकर्ता विश्लेषण

स्थापना र मर्मत लागत कम गर्न बढ्दो विकास र अनुसन्धानले उपभोक्ता आवश्यकताहरूलाई बढावा दिन सक्छ। 2022 मा, उपयोगिता बजारले विश्वव्यापी पातलो-फिल्म सौर सेल बजारमा प्रभुत्व जमायो, र यो पूर्वानुमान अवधिभर द्रुत दरमा विकास गर्न जारी रहने भविष्यवाणी गरिएको छ। । पातलो-फिल्म सौर्य प्यानलहरू धेरै सुस्त गतिमा घट्ने भएकाले, तिनीहरूले परम्परागत c-Si सौर्य प्यानलहरूको सम्भावित विकल्प प्रस्ताव गर्छन्।

l क्षेत्रीय विश्लेषण

एशिया-प्रशान्त 2022 मा पातलो-फिल्म सौर कक्षहरूको लागि विश्वको सबैभन्दा ठूलो क्षेत्र थियो, र यो उच्च दरमा विस्तार गर्न जारी रहने अनुमान गरिएको छ, जुन धेरै कारकहरूद्वारा संचालित छ। उदाहरणका लागि, विश्वको सबैभन्दा ठूलो सौर्य PV बजारको रूपमा, चीनले 2030 सम्ममा नवीकरणीय ऊर्जाको लक्ष्यलाई 20% बाट 35% सम्म पुर्‍याउनेछ। र चीनमा उपयोगिता मापन सौर फोटोभोल्टिक सुविधाहरू प्रायः पातलो-फिल्म प्रविधि प्रयोग गर्छन्। साथै जापानले आगामी दिनमा दिगो उर्जा मात्र प्रयोग गर्ने आफ्नो मनसाय पनि घोषणा गरेको छ ।

8 उच्च-गुणस्तरको पातलो-फिल्म सौर प्यानलहरूका लागि विचार गर्नुपर्ने कुराहरू

सोलार प्यानल किन्दा मूल्य र गुणस्तर मात्रै होइन, अन्य कुराहरूलाई पनि ध्यानमा राख्नुपर्छ।

l दक्षता: उच्च दक्षताले सूर्यको अधिक ऊर्जालाई बिजुलीमा रूपान्तरण गर्न सक्छ। सामान्यतया चार्ज वाहकहरूको उच्च एकाग्रताले चालकता बढाएर सौर्य सेलको दक्षता बढाउन सक्छ। सोलार सेलमा कन्सेन्ट्रेटर थप्नुले दक्षता बढाउन मात्र मद्दत गर्दैन, तर सेल उत्पादन गर्न आवश्यक ठाउँ, सामग्री र लागतलाई पनि कम गर्न सक्छ।

l स्थायित्व र जीवनकाल: केही पातलो-फिल्म मोड्युलहरूमा पनि विभिन्न परिस्थितिहरूमा गिरावटको समस्याहरू छन्। सबै सामग्रीहरू बीच, CdTe तापमानको साथ प्रदर्शन गिरावटको लागि उत्तम प्रतिरोध प्रदर्शन गर्दछ। र अन्य पातलो-फिल्म सामग्रीहरू भन्दा फरक, CdTe वातावरणीय अवस्थाहरू जस्तै तापक्रम र आर्द्रतामा पर्याप्त लचिलो हुन्छ, तर लचिलो CdTe प्यानलहरूले लागू तनाव वा तनावहरू अन्तर्गत कार्यसम्पादनमा गिरावट अनुभव गर्न सक्छ।

l वजन: यसले पातलो-फिल्म सौर प्यानलको घनत्वलाई जनाउँछ। सामान्यतया, पातलो-फिल्म सौर प्यानल हल्का तौलको हुन्छ त्यसैले तपाईं आफ्नो छतमा मृत वजन लागू गर्न डराउनु हुँदैन। जे होस्, वजन अझै पनि विचार गर्न आवश्यक छ जब यो स्थापनाको लागि ओभरलोड हुनेछैन भनेर सुनिश्चित गर्न को लागी एक चयन गर्दा।

l तापक्रम: यसको अर्थ थिन फिल्म सोलार प्यानलले काम गर्न सक्ने न्यूनतम र अधिकतम तापक्रम हो। सामान्यतया, सबै उत्कृष्ट पातलो फिल्म सौर प्यानलहरूलाई न्यूनतम तापमान -40 डिग्री सेल्सियस र अधिकतम तापमान 80 डिग्री सेल्सियस मानिन्छ।