Октябрь 2019
Солнечные элементы преобразуют солнечный свет (фотоны) непосредственно в электричество благодаря фотоэлектрическому эффекту. Элементы могут быть использованы для питания потребительских товаров, таких как электронные игрушки и портативные радиоприемники. Тем не менее, в составе солнечных батарей, они могут быть использованы в более крупных системах – на полях промышленных солнечных электростанций и на крышах коммерческих зданий, способствуя росту доли возобновляемой энергии.
Помимо промышленного и коммерческого применения, солнечные батареи используются для обеспечения электроэнергией домашних хозяйств, что особенно полезно для домов в отдаленных районах, где традиционные источники электроэнергии недоступны. Солнечные батареи также обеспечивают питание для большинства искусственных космических объектов.
Для работы солнечного элемента необходимы как минимум три элемента конструкции:
Поглотитель (абсорбер) - обычно полупроводник, такой как кремний, который поглощает входящие фотоны и переводит их энергию в возбужденное состояние носителя заряда;
Мембрана - обычно pn-переход, который предотвращает рекомбинацию возбужденного носителя в его основное состояние;
Контакты - которые позволяют собирать носители и соединять элемент с другими солнечными элементами или с внешней нагрузкой.
Стандартные солнечные батареи
Стандартная структура солнечных батарей, которая использовалась в течение десятилетий и составляет около 80% доли мирового рынка, выглядит следующим образом:
С фронтальной стороны:
Фронтальный серебросодержащий контакт;
Антибликовое покрытие;
Кремниевые пластины, которые образуют PN-переход;
Слой полупроводника Р-типа
Задний алюминийсодержащий контакт.
 |
Эти ячейки обычно представляют собой ячейки из кристаллического кремния с высокой степенью эффективности преобразования энергии.
Успех этой технологии обязан:
-простой технологии производства по отношению к эффективности;
-устойчивости к изменениям качества со временем (деградации);
-легкодоступные технологии производства. Т.е. жизненно важные элементы конструкции или последовательность процессов, не защищены патентами или другими правовыми вопросами, которые позволили многим производителям конкурировать между собой.
Хотя технологии производства солнечных модулей значительно улучшились с точки зрения эффективности и стоимости, они все же обходятся дороже, чем использование традиционных источников энергии. Поэтому постоянно ведутся исследования дальнейшего снижения производственных затрат и повышения эффективности солнечных элементов.
Солнечные ячейки PERC
PERC (Passivated Emitter and Rear Cell или Passivated Emitter and Rear Contact) – пассивированный эмиттер задний контакт, это новая технология, направленная на достижение более высокой эффективности преобразования энергии путем добавления диэлектрического пассивирующего слоя на задней части ячейки.
Структура солнечного элемента PERC:
С фронтальной стороны:
фронтальный серебросодержащий контакт;
антибликовое покрытие;
кремниевые пластины, которые образуют PN-переход;
пассивирующий слой;
локальные участки контакта;
задний алюминийсодержащий контакт.
 |
Дополнительный диэлектрический пассивирующий слой способствует повышению эффективности за счет:
Сокращения электронной рекомбинации - электронная рекомбинация блокирует свободный поток электронов через ячейку, снижая эффективность. Пассивирующий слой делает поток электронов более устойчивым и постоянным, производя тем самым дополнительный электрический ток.
Повышение способности солнечного элемента захватывать свет - непоглощенный свет отражается пассивирующим слоем обратно к солнечному элементу для второй попытки поглощения, чтобы произвести дополнительную энергию, делающую элементы более эффективными.
Отражая определенные длины волн, которые обычно генерируют тепло на солнечных элементах - определенные длины волн поглощаются задним слоем солнечного элемента, накапливая тепло и снижая эффективность. Дополнительный пассивирующий слой отражает эти длины волн солнечного элемента, поддерживая температуру солнечного элемента.
Технология производства солнечных элементов PERC довольна проста, поскольку они лишь незначительно отличаются от стандартных солнечных элементов. Это также более экономично, так как позволяет максимизировать выход энергии за счет более эффективного преобразования энергии фотонов в электрическую .
« назад
