Az elmúlt években a nagy hatásfokú napelemek iránti kereslet folyamatosan növekszik, mivel a világ egyre inkább a megújuló energiaforrások felé fordul. A különféle típusú napelemek közül az All Back Contact Cells (ABC Cells) ígéretes technológiaként jelent meg. Az All Back Contact Cells vezető szállítójaként izgatott vagyok, hogy elmélyülhetek azon kémiai jellemzőkben, amelyek egyedivé és rendkívül hatékonysá teszik ezeket a sejteket.
Az összes hátsó érintkező cella kémiai összetétele
Az összes hátsó érintkező cellát elsősorban kristályos szilícium felhasználásával gyártják, amely kiváló félvezető tulajdonságainak köszönhetően a napelemipar legelterjedtebb anyaga. Ezekben a sejtekben a fő kémiai elem a szilícium (Si). A tiszta szilícium jellegzetes szürke-fémes fényű metalloid. Viszonylag magas olvadáspontja, körülbelül 1414 °C, és kristályos szerkezete döntő fontosságú a félvezető viselkedése szempontjából.
Az All Back Contact Cells összefüggésében az egykristályos szilíciumot gyakran előnyben részesítik a polikristályos szilíciumhoz képest jobb elektromos tulajdonságai miatt. Az egykristályos szilícium egységes kristályrácsszerkezettel rendelkezik, amely lehetővé teszi a töltéshordozók (elektronok és lyukak) hatékonyabb mozgását. Ez elengedhetetlen a napenergia elektromos energiává alakításához.
A szilícium elektromos vezetőképességének növelése érdekében az adalékolás kulcsfontosságú kémiai folyamat. A doppingolás során kis mennyiségű szennyeződést viszünk be a szilíciumrácsba. Az összes hátsó érintkező sejt esetében általában kétféle doppingot használnak: n - típusú és p - típusú adalékolást.
Az N típusú adalékolást olyan elemek hozzáadásával érik el, mint a foszfor (P). A foszfornak öt vegyértékelektronja van, míg a szilíciumnak négy. Amikor foszforatomok épülnek be a szilíciumrácsba, az extra elektron szabad elektronná válik, növelve az anyag elektronkoncentrációját. Ez a negatív töltéshordozók feleslegét hozza létre, innen ered az n - típus elnevezés (negatív - típus).
Másrészt a p-típusú adalékolást olyan elemek hozzáadásával hajtják végre, mint a bór (B). A bórnak csak három vegyértékelektronja van. Amikor bóratomok helyettesítik a szilícium atomokat a rácsban, elektronhiány lép fel, ami "lyukakat" hoz létre. A lyukakat pozitív töltésű hordozóknak tekinthetjük, és a keletkező anyagot p - típusú (pozitív - típusú) néven ismerjük.
Egy All Back Contact Cellben a p-típusú és n-típusú régiók gondosan vannak elrendezve a cella hátoldalán. Ez lehetővé teszi a napfény szilícium általi elnyelésekor keletkező töltéshordozók hatékony szétválasztását. A fotonok abszorpciója által létrehozott elektron-lyuk párokat ezután a megfelelő elektródákon összegyűjtik, és a fényenergiát elektromos energiává alakítják.
Kémiai reakciók az összes hátsó érintkező cella működésében
Az All Back Contact Cell működése egy sor kémiai és fizikai folyamaton alapul. Amikor a napfény eléri a sejt elülső felületét, a szilícium elegendő energiájú fotonokat nyel el. Ez az abszorpciós folyamat gerjeszti az elektronokat a vegyértéksávból a vezetési sávba, és elektron-lyuk párokat hoz létre.
A vezetési sávban lévő gerjesztett elektronok és a vegyértéksávban lévő lyukak a p - n átmenet által létrehozott beépített elektromos térnek köszönhetően szétválnak. A p - n átmenet a p - típusú és n típusú régiók határfelületén jön létre. Az elektromos tér az elektronokat az n-típusú tartomány felé, a lyukakat a p-típusú tartomány felé hajtja.
Amint a töltéshordozók elérik a megfelelő régiókat, a cella hátoldalán lévő fém érintkezők összegyűjtik őket. A fém érintkezők, amelyek általában olyan anyagokból készülnek, mint az alumínium vagy az ezüst, alacsony ellenállású utat biztosítanak az elektronok áramlásához. A fém érintkezők és a szilícium közötti kémiai kölcsönhatás kulcsfontosságú a hatékony töltésgyűjtéshez.
Például elengedhetetlen a jó ohmos érintkezés kialakítása a fém és a szilícium között. Az ohmos érintkező lehetővé teszi az áram könnyű áramlását mindkét irányban jelentős feszültségesések nélkül. Ez gyakran magában foglalja a fém-szilícium ötvözésnek nevezett folyamatot, ahol a fématomok reakcióba lépnek a határfelületen lévő szilícium atomokkal, és új, kedvező elektromos tulajdonságokkal rendelkező vegyületet képeznek.
Egy másik fontos szempont a szilícium felület védelme. Az All Back Contact Cell elülső felülete gyakran van bevonva egy vékony réteg tükröződésgátló anyaggal, például szilícium-nitriddel (Si₃N4). Ez a réteg csökkenti a napfény visszaverődését, így több fotont nyel el a szilícium. Az anti-reflexiós réteg felvitele egy kémiai folyamat, amely jellemzően kémiai gőzlerakódást (CVD) foglal magában. A CVD-ben a gáz-halmazállapotú prekurzorok reakcióba lépnek a szilícium felületén, és létrehozzák a kívánt vékony filmet.
Kémiai stabilitás és tartósság
Az All Back Contact Cells beszállítójaként megértjük a kémiai stabilitás és a tartósság fontosságát. Minden hátsó érintkező cellát úgy terveztek, hogy különféle környezeti feltételek között működjön, és hosszú ideig meg kell őrizniük teljesítményüket.
A cellában lévő szilícium anyag viszonylag stabil normál működési körülmények között. Idővel azonban érzékeny lehet a lebomlásra olyan tényezők miatt, mint az oxidáció és a nedvesség. Az oxidáció megakadályozására gyakran passziváló réteget visznek fel a szilícium felületére. Ez a réteg, amely olyan anyagokból készülhet, mint a szilícium-dioxid (SiO₂), gátként működik a szilícium és a környező környezet között, csökkentve az oxidáció sebességét.
A nedvesség a napelemekben is problémákat okozhat. A vízmolekulák reakcióba léphetnek a szilíciummal és a fém érintkezőkkel, ami korrózióhoz és a teljesítmény csökkenéséhez vezethet. A probléma megoldása érdekében az All Back Contact Cells gyakran olyan anyagokba van zárva, mint az etilén-vinil-acetát (EVA) és a hátlap. Az EVA védőréteget biztosít, amely lezárja a cellát és megakadályozza a nedvesség bejutását, míg a hátlap további mechanikai támasztást és védelmet nyújt.
Az All Back Contact Cell kémiai kialakításának előnyei
Az All Back Contact Cells egyedi kémiai kialakítása számos előnnyel jár. Először is, ha az összes elektromos érintkezőt a cella hátoldalára helyezzük, az elülső felület mentes az érintkezők által okozott árnyékolástól. Ez lehetővé teszi a napfény maximális elnyelését, ami magasabb átalakítási hatékonyságot eredményez.
Másodszor, a p-típusú és n-típusú régiók elválasztása a hátoldalon hatékonyabb töltésgyűjtést tesz lehetővé. A gondosan megtervezett adalékolási profilok és érintkezési minták minimalizálják a töltéshordozók rekombinációját, ami a napelemek egyik fő veszteségi mechanizmusa.
Az All Back Contact Cells kémiai stabilitása és tartóssága szintén hozzájárul a hosszú távú teljesítményükhöz. Megfelelő kapszulázással és passziválással ezek a cellák több mint 25 évig megőrizhetik hatékonyságukat, így megbízható választás a napenergia-rendszerekhez.
Kapcsolatfelvétel vásárlással és együttműködéssel kapcsolatban
Ha érdekli az All Back Contact Cells beépítése a napenergia-projektjeibe, örömmel fogadjuk. Vezető beszállítóként aÖsszes Vissza Kapcsolat Cell, kiváló minőségű termékeket kínálunk kiváló teljesítménnyel. Legyen szó kisméretű telepítőről vagy nagyléptékű energiafejlesztőről, szakértői csapatunk az Ön igényeinek megfelelő megoldásokat kínál. Vegye fel velünk a kapcsolatot még ma, hogy megbeszélést indíthasson az Ön igényeiről, és fedezze fel a felhasználási lehetőségeketÖsszes Vissza Kapcsolat Napelemeka projektjeidben.
Hivatkozások
- Green, MA, Emery, K., Hishikawa, Y., Warta, W. és Dunlop, ED (2014). Napelem-hatékonysági táblázatok (43-as verzió). Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 22(1), 1-9.
- Sze, SM, & Ng, KK (2007). Félvezető eszközök fizikája. John Wiley & Sons.
- Luque, A. és Hegedus, S. (szerk.). (2003). A fotovoltaikus tudomány és mérnöki kézikönyv kézikönyve. John Wiley & Sons.
