יישום של שכבות דקות בתעשייה הפוטו-וולטאית

לפוטו-וולטאיקה שני תחומי שימוש עיקריים: סיליקון גבישי ושכבות דקות. קצב ההמרה של תאי שמש מסיליקון גבישי גבוה יחסית, אך תהליך הייצור מזוהם, ומתאים רק לסביבות עם אור חזק ואינו יכול לייצר חשמל תחת אור חלש. תאי שמש משכבה דקה, בהשוואה לתאים סולאריים אחרים כמו סיליקון גבישי, בעלי יתרונות רבים כגון עלות ייצור נמוכה, צריכת חומרי גלם נמוכה וביצועים מצוינים עם אור חלש, מה שמקל על השגת שילוב של מבנים פוטו-וולטאיים משכבה דקה. ניקח כדוגמאות סוללת שכבה דקה של קדמיום טלוריד, סוללת שכבה דקה של נחושת, אינדיום, גליום, סלניום ושכבה דקה של DLC, כדי להציג בקצרה את היישום של שכבה דקה בתעשייה הפוטו-וולטאית.

לסוללות שכבה דקה של קדמיום טלוריד (CdTe) יש יתרונות של שיקוע פשוט, מקדם ספיגה אופטי גבוה וביצועים יציבים. ביישומי ייצור מעשיים, רכיבי שכבה דקה של CdTe ב-CdTe ייאטמו בין שתי חתיכות זכוכית, ולא יהיה שחרור של מיכלי מתכת כבדים בטמפרטורת החדר. לכן, לטכנולוגיית סוללות שכבה דקה של CdTe יש יתרונות ייחודיים בשילוב פוטו-וולטאית של מבנים. לדוגמה, קיר המסך הפוטו-וולטאי של בסיס יופי המחול של התיאטרון הלאומי הגדול, קירות המוזיאון הפוטו-וולטאי ותקרת התאורה של הבניין מושגים כולם באמצעות רכיבי שכבה דקה של CdTe.

לטכנולוגיית וחומרי תאי השמש הדקים מנחושת, פלדת סלניום (CIGS) יש סיכויי פיתוח רחבים מאוד, והביצועים שלהם יציבים יחסית, מה שהופך אותם לסוג הנפוץ ביותר של סוללת שכבה דקה בתחום הבנייה. יעילות התיעוש של מודולים פוטו-וולטאיים בקנה מידה גדול של CIGS היא גבוהה יחסית, וכיום כמעט מתקרבת ליעילות ההמרה של מודולים פוטו-וולטאיים מסיליקון גבישי. בנוסף, ניתן להפוך סוללות שכבה דקה של CIGS לתאים פוטו-וולטאיים גמישים.

לסרטים דקים של DLC יש גם יישומים נרחבים בתחום הפוטו-וולטאי

סרט דק DLC, המשמש כסרט מגן נגד השתקפות אינפרא אדום עבור התקנים אופטיים של Ge, ZnS, ZnSe ו-GaAs, הגיע לרמה מעשית. לסרטים דקים של DLC יש גם מרחב יישום מסוים בלייזרים בעלי הספק גבוה, וניתן להשתמש בהם כחומרי חלון עבור לייזרים בעלי הספק גבוה בהתבסס על סף הנזק הגבוה שלהם. לסרט DLC יש גם שוק יישומים רחב ופוטנציאל בחיי היומיום, כגון עבור זכוכית שעונים, עדשות משקפיים, צגי מחשב, שמשות רכב וסרטי מגן דקורטיביים למראות אחוריות.

–מאמר זה פורסם על ידייצרן מכונות ציפוי ואקוםשואב אבק ז'נהואה.