تم تطوير الخلايا الشمسية إلى الجيل الثالث، حيث أن الجيل الأول هو الخلايا الشمسية السيليكونية أحادية البلورة، والجيل الثاني هو الخلايا الشمسية السيليكونية غير المتبلورة والسيليكونية متعددة البلورات، والجيل الثالث هو النحاس والفولاذ والغاليوم سيلينيد (CIGS) كممثل للخلايا الشمسية المركبة ذات الأغشية الرقيقة.
وفقًا لطريقة تحضير البطارية باستخدام مواد مختلفة، يمكن تقسيم الخلايا الشمسية إلى الفئات التالية.
تنقسم الخلايا الشمسية السيليكونية إلى ثلاثة أنواع من الخلايا الشمسية السيليكونية أحادية البلورة، والخلايا الشمسية السيليكونية متعددة البلورات ذات الأغشية الرقيقة، والخلايا الشمسية السيليكونية غير المتبلورة ذات الأغشية الرقيقة.
تتميز الخلايا الشمسية السيليكونية أحادية البلورة بأعلى كفاءة تحويل وأكثر التقنيات تطورًا. تبلغ أعلى كفاءة تحويل في المختبرات 23% على نطاق واسع، بينما تبلغ كفاءتها في الإنتاج 15%، وهي نسبة لا تزال سائدة في التطبيقات واسعة النطاق والإنتاج الصناعي. ومع ذلك، نظرًا لارتفاع تكلفة السيليكون أحادي البلورة، يصعب خفض تكلفته بشكل كبير. ومن أجل توفير مواد السيليكون، يُجرى تطوير أغشية رقيقة من السيليكون متعدد المنتجات وأغشية رقيقة من السيليكون غير المتبلور كبديل للخلايا الشمسية السيليكونية أحادية البلورة.
تتميز الخلايا الشمسية الرقيقة المصنوعة من السيليكون متعدد البلورات والسيليكون أحادي البلورة بتكلفة منخفضة وكفاءتها أعلى من الخلايا الشمسية الرقيقة المصنوعة من السيليكون غير المتبلور، حيث تبلغ أعلى كفاءة تحويل مختبرية 18%، بينما تبلغ كفاءة التحويل في الإنتاج الصناعي 10%. لذلك، ستهيمن الخلايا الشمسية الرقيقة المصنوعة من السيليكون متعدد البلورات قريبًا على سوق الخلايا الشمسية.
تتميز الخلايا الشمسية الرقيقة المصنوعة من السيليكون غير المتبلور بتكلفة منخفضة، ووزن خفيف، وكفاءة تحويل عالية، وسهولة إنتاجها بكميات كبيرة، وإمكانات هائلة. ومع ذلك، نظرًا لانخفاض كفاءتها الكهروضوئية الناتجة عن المواد، فإن استقرارها ضعيف، مما يؤثر بشكل مباشر على تطبيقاتها العملية. إذا تمكنا من حل مشكلة الاستقرار بشكل أكبر وتحسين معدل التحويل، فإن خلايا السيليكون غير المتبلور الشمسية ستكون بلا شك التطور الرئيسي لهذا المنتج!
(2) الخلايا الشمسية الرقيقة متعددة المركبات
مواد الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة متعددة المركبات للأملاح غير العضوية، بما في ذلك مركبات زرنيخيد الغاليوم، وكبريتيد الكادميوم، وكبريتيد الكادميوم، وبطاريات الأغشية الرقيقة المصنوعة من السيلينيوم المحبوس بالنحاس.
كفاءة الخلايا الشمسية الرقيقة متعددة البلورات من كبريتيد الكادميوم وتيلوريد الكادميوم أعلى من الخلايا الشمسية الرقيقة غير الدبوسية المصنوعة من السيليكون، والتكلفة أقل من الخلايا الشمسية أحادية البلورة المصنوعة من السيليكون، كما أنها سهلة الإنتاج على نطاق واسع، ولكن بسبب السمية العالية للكادميوم، سوف تسبب تلوثًا خطيرًا للبيئة، لذلك فهي ليست البديل الأكثر مثالية لجسم الدبوس للخلايا الشمسية السيليكونية.
-تم نشر هذه المقالة بواسطةمُصنِّع آلات طلاء الفراغقوانغدونغ تشنهوا
وقت النشر: ٢٤ مايو ٢٠٢٤