التعاون فى مجال الاعمال، والتجارية، والمساهم : صندوق البريد eipress@qq.com، قناة الصغرى: energyinsider
"إمداد الطاقة المخابرات الغاز الطبيعي المسال والطلب" مجموعة القنوات الصغيرة، مع التركيز على التجارة الدولية والاستثمار والتمويل. خاصة إلكتروني الحاجة إلى تطبيق، والتحقق من دعوة، يرجى تقديم: اسم الشركة المسؤولة عن مجال معلومات للإتصال به.
نص / وانغ هوي تساو فنغ أول دولة تفتح Dumin يونغ تشانغ تشين وانغ وي البازلاء Liusheng تشونغ، معهد داليان للفيزياء الكيميائية، والأكاديمية الصينية للعلوم، جامعة شنشى للمعلمين، الصين للعلوم الهندسية
I. مقدمة
حاليا، فإن الاتجاه الخلايا الشمسية فيلم ومرنة. بالمقارنة مع خلايا السيليكون البلورية الشمسية والخلايا الشمسية رقيقة أقل المادية المطلوبة، وانخفاض استهلاك الطاقة وأقل تكلفة. وبالإضافة إلى ذلك، والخلايا الشمسية الرقيقة يمكن أن تنتج عن احباط المعدنية وركيزة من البلاستيك، ويتم تشكيل خلية شمسية مرنة. خلايا شمسية مرنة مع خفيفة الوزن ومرنة، ويسهل حملها والنقل، وما إلى ذلك، يمكن تطبيقها في مجال الأقمار الصناعية العسكرية الدفاعية، المناطيد، الطائرات بدون طيار، المعدات الفردية، وكذلك متكاملة بناء-الضوئية، والأجهزة الذكية يمكن ارتداؤها والمناطق المدنية الأخرى، لديها آفاق واسعة في السوق.
في الوقت الحاضر، والسيليكون التجاري رقيقة الخلايا الشمسية مع طبقة رقيقة الخلايا الشمسية، والكادميوم تيلوريد، النحاس الإنديوم الغاليوم سلينيد الخلايا الشمسية والخلايا الشمسية، وثلاثة الخلايا الشمسية رقيقة التجارية هي ركائز الزجاج. وبالإضافة إلى ذلك، فمن الضروري أن نشير إلى أن الخلايا الشمسية الرقيقة perovskite هي محور دراسة حديثة من الخلايا الشمسية الرقيقة. تسع سنوات فقط، كفاءة الخلايا من 3.8 في عام 2009، الترقية إلى الحالية 22.7، درجة عالية من إمكانات التنمية التجارية. ما سبق أربعة رقيقة الخلايا الشمسية يمكن أن تكون مستعدة على احباط المعدنية وركيزة من البلاستيك، ويتم تشكيل خلية شمسية مرنة. هذه المقالة سوف أعرض التطور الحالي لأنواع مختلفة من الخلايا الشمسية المرنة، والمشاكل والتطوير المقترحة.
ثانيا، وضع تطوير خلايا شمسية مرنة
حاليا، والخلايا الشمسية السيليكون رقيقة الخلايا الشمسية المرنة الرئيسية مع خلايا مرنة CIGS مرنة الشمسية، الخلايا الشمسية تيل كد، والخلايا الشمسية المرنة perovskite مرنة، والمواد الركيزة مرنة تستخدم أساسا احباط المعدنية (الفولاذ المقاوم للصدأ، الموليبدينوم والتيتانيوم والألومنيوم والنحاس وغيرها) والبلاستيك (PI، PEN، PET، وما إلى ذلك). حيث تم تسويقها البطارية التجمع هو السيليكون المرن رقيقة الخلايا الشمسية وCIGS مرنة الخلايا الشمسية.
(A) مرنة رقيقة السيليكون الخلايا الشمسية
السليكون رقيقة الخلايا الشمسية هي شركة رائدة في مجال البحوث وتسويق الخلايا الشمسية الرقيقة. منذ الفجوة عصابة من فيلم رقيقة السيليكون غير قابل للتعديل في حدود 1.1 ~ 1.7eV، وقادرة على استيعاب موجات مختلفة من أشعة الشمس. وهكذا، فإن الخلايا الشمسية رقيقة السيليكون يمكن إعداد باعتباره محطة واحدة أو متعددة الوصلات الخلايا الشمسية.
خلايا السليكون الشمسية رقيقة يمكن أن تكون ملفقة على الفولاذ المقاوم للصدأ وركيزة من البلاستيك، ومرنة رقيقة السيليكون الخلايا الشمسية. اعتمادا على الشفافية الركيزة، السيليكون رقيقة بنية الخلايا الشمسية الركيزة مرنة يمكن تقسيمها إلى ارتشف من نوع أو دبوس نوع البطارية هو مبين في الشكل (1). تم من قبل الشركة الولايات المتحدة UnitedSolar إعداد السيليكون المرن رقيقة الخلايا الشمسية كفاءة على ركيزة الفولاذ المقاوم للصدأ، وكانت أقصى قدر من الكفاءة 16.3، مجال 0.25cm2؛ والأكثر كفاءة وحدة السيليكون المرن رقيقة فيلم الخلايا الشمسية 8.2 كفاءة الفتحة، والسلطة هي 144W ، وأيضا من قبل الشركة الولايات المتحدة UnitedSolar. حاليا، لا يوجد الركيزة البلاستيكية السيليكون رقيقة فيلم وحدة الخلايا الشمسية للخروج.
FIG السليكون رقيقة الخلايا الشمسية 1 من هيكل مرن من FIG. ملاحظة: TCO: أكسيد موصل شفاف.
1. ركيزة معدنية مرنة السيليكون رقيقة الخلايا الشمسية
قد تودع السليكون رقيقة الخلايا الشمسية على الفولاذ المقاوم للصدأ، يتم تشكيل ركيزة معدنية مرنة السيليكون الخلايا الشمسية رقيقة. منذ الركيزة الفولاذ المقاوم للصدأ مع مبهمة، وهيكل البطارية هو بنية ارتشف. شركة UnitedSolar الولايات المتحدة هي الدراسة الأولى من مرونة الركيزة الفولاذ المقاوم للصدأ، والسيليكون رقيقة شركة الخلايا الشمسية، إلا أن تحقيق مرونة الركيزة الفولاذ المقاوم للصدأ الأعمال السيليكون رقيقة بطارية فيلم للشركة. والشركة التي أنشئت في عام 2002 خط إنتاج، والفتحة كفاءة المنتج هو فقط 8.2، بعد ذلك، سي تستعد الشركة: H / أ-SIGE: H / NC-سي: H خلايا تقاطع الثلاثي، وكفاءة الأولية من 16.3، هي والسليكون المرن رقيقة الخلايا الشمسية الأكثر كفاءة.
من أجل زيادة تحسين الاستقرار وخفض تكلفة إنتاج البطارية، وعند أي UnitedSolar كبار Liusheng تشونغ وفريقه من العلماء وسرعة عالية في ترسيب ( > وسي 1nm / ث) إعداد: H / NCSI: H / NCSI: H خلايا تقاطع الثلاثي، وكفاءة مستقرة من 12.41، وتبلغ مساحتها 1.05cm2. بعد ذلك، وفريق مزيد من تحسين عملية الخلية، تم إعداد وحدة خلية مساحة كبيرة، وكانت مساحة 400cm2 كفاءة استقرت التجمع 11.2 ومجال كفاءة الأولية من 11.8 807.8cm2 التجمع، البطارية هو مبين في الشكل نوع 2.
معهد داليان للفيزياء الكيميائية، وفريق أكاديمية الصينية Liusheng تشونغ، 30m سميكة على ركيزة الفولاذ المقاوم للصدأ، أعد سي: H / NC-سي: H تقاطع مزدوج الخلايا الشمسية التجمع، وكفاءة 11، وتبلغ مساحتها 200cm2، والذي هو الأكثر السيليكون جيد رقيقة وحدة الخلايا الشمسية من ركائز الفولاذ المقاوم للصدأ مرنة.
خريطة 2 مرونة كبيرة السيليكون منطقة رقيقة وحدة الخلايا الشمسية خريطة المادية
2. الركيزة بلاستيكية مرنة السيليكون رقيقة الخلايا الشمسية
لدينا البلاستيك المرن PI الركيزة، PET وPEN. في هذه المواد الثلاث، وPI من التحول الزجاجي درجة حرارة تصل إلى (450 درجة]. C)، ودرجة حرارة التحول الزجاجي من أدنى PET (80 درجة.] C)، ولكن يفضل أن النفاذية غير PET، وبأقل تكلفة. لذلك، مع PI وPEN ركائز فيلم لإعداد الخلايا الشمسية السيليكون، وبنية الخلية هو بنية ارتشف، PET باعتبارها الركيزة في إنتاج الخلايا الشمسية السيليكون رقيقة، وهيكل البطارية قد يكون دبوس أو هيكل ارتشف.
(1) ارتشف السيليكون رقيقة بنية الخلية الشمسية للمرونة
هوغ مثل على 50m سميكة PET وPEN ركائز منطقة صغيرة واحدة من ارتشف تقاطع السيليكون غير المتبلور، أعد السيليكون nanocrystalline تقاطع واحد، والخلايا الشمسية المزدوجة تقاطع. إعداد السيليكون غير المتبلور تقاطع واحد كفاءة الخلايا كان 8.1، وكانت كفاءة nanocrystalline السيليكون خلية تقاطع واحدة 8.7، وكانت مزدوجة كفاءة الخلايا تقاطع 10.9. يتم إعداد ارتشف السيليكون غير المتبلور تقاطع واحد كفاءة الخلايا على الركيزة PEN كما Sodeestorm 8.8. أعدت واحد خلية تقاطع كفاءة الجريزوفولفين السيليكون على 125m PI سميكة والركيزة مارينز 7.5. ارتشف السيليكون غير المتبلور تقاطع واحد كفاءة الخلايا باستخدام تقنيات ليو وآخرون نقل الركيزة لإعداد السيليكون غير المتبلور خلايا تقاطع واحد، كما أعدت 7.69، 6.7 كفاءة القطعة. لي، الذي أعد أيضا باستخدام تقنية نقل الركيزة تقاطع مزدوج الخلايا الشمسية المرنة، وهي منطقة صغيرة من كفاءة الخلايا من 7.8، وتبلغ مساحتها 0.16cm2، والكفاءة القطعة من 7.4، وتبلغ مساحتها 25cm2.
(2) دبوس السيليكون رقيقة بنية الخلية الشمسية للمرونة
Fenndez سميكة PET مثل ل250m هو الركيزة، تم إعداد تقاطع واحد السيليكون غير المتبلور الخلايا الشمسية دبوس نوع، وقد أظهرت الدراسات أنه عند استخدام الألومنيوم مخدر أكسيد الزنك أعد طبقة منخفضة الطاقة ترسب (AZO)، وفتح دائرة الجهد للبطارية عامل تعبئة كبيرة، وكانت كفاءة الخلايا 5.14.
(B) والإنديوم النحاس مرونة الغاليوم سلينيد الخلايا الشمسية
CIGS هو مادة المباشرة فجوة الحزمة، معامل امتصاص الضوء المرئي من حجم ما يصل الى 105CM-1، في الفيلم عن طريق ضبط اثنين من العناصر في ونسبة جورجيا، وفجوة يمكن تعديلها بشكل مستمر في حدود 1.04 ~ 1.67eV.
قد تودع الخلايا الشمسية CIGS على المعدن أو الركيزة البلاستيك وCIGS مرنة الخلايا الشمسية، وبنية الخلية كما هو مبين في الشكل. في البطارية، وركيزة معدنية مرنة أعلى كفاءة CIGS الخلايا الشمسية هي جامعة نيهون (من جامعة الخليج العربي) التي أعدت أوياما INSTITUTE على الركيزة تي، كانت كفاءة الخلايا 17.9، وهي أعلى كفاءة CIGS الركيزة بلاستيكية مرنة الخلايا الشمسية هي المعهد الاتحادي السويسري لاختبار المواد والتنمية (EMPA) أعدت على PI الركيزة، كفاءة الخلايا هي 20.4، من حيث التجمع وأعلى كفاءة CIGS مرنة الشمسية وحدة الخلية هي غير القابل للصدأ شركة الصلب الركيزة مياسول Miasole أعد أعلاه، فتحة كفاءة 16.7، وتبلغ مساحتها 2585mm 1293mm، قوة 510W، يبلغ وزنه 6.6kg. حاليا، لا يوجد CIGS حدة الخلايا الشمسية المرنة هو الركيزة متاحة البلاستيك.
خريطة 3 مرنة CIGS هيكل الخلايا الشمسية من FIG.
1. الركيزة المعدنية للCIGS مرنة الخلايا الشمسية
ويمكن استخدام الخلايا الشمسية CIGS مرنة لديها ركيزة معدنية من الفولاذ المقاوم للصدأ، الموليبدينوم والتيتانيوم والألومنيوم والنحاس أو ما شابه ذلك. في عام 1992، المجموعة الأمريكية الدولية لتكنولوجيا الطاقة الشمسية (ISET) لمو باعتبارها الركيزة، وإعداد كفاءة الخلايا 8.3، في عام 2010، والمعهد الياباني للتكنولوجيا الصناعية (AIST) على ركيزة معدنية، مو، وإعداد كفاءة الخلايا 14.6 ، في عام 2000، وكفاءة خلية من مركز بحوث الطاقة بادن فورتمبيرغ والهيدروجين الشمسي (ZSW) أعدت على الركيزة تي هو 12، عام 2009، وكانت جامعة الخليج العربي كفاءة الخلايا على الركيزة تي، أعدت 17.9 ، فرانكفورت، ألمانيا تكنولوجيا الطاقة الشمسية معهد (IST) كفاءة الخلايا على الركيزة النحاس أعدت في أقل من 10؛ وفي عام 1999، الوطني مختبر الطاقة المتجددة في الولايات المتحدة (المختبر الوطني) على ركيزة الفولاذ المقاوم للصدأ، وإعداد كفاءة الخلايا 17.4 ، في عام 2012، EMPA على ركيزة الفولاذ المقاوم للصدأ مطلية تي، أعدت CIGS كفاءة الخلايا 17.7، وكفاءة أقصى خلية NanoSolar EMPA أعدت على ركيزة كان آل 17.1. من حيث المكونات، وأعلى كفاءة CIGS مرنة الشمسية وحدة الخلية وحدة خلية CIGS مياسول Miasole شركة على ركيزة الفولاذ المقاوم للصدأ، أعدت، والفتحة كفاءة 16.7، وتبلغ مساحتها 2585mm 1293mm.
2. الركيزة بلاستيكية مرنة CIGS الخلايا الشمسية
حاليا، يمكن أن تستخدم فقط الركيزة كما مرنة PI CIGS الخلايا الشمسية الركيزة. في عام 1996، وكفاءة الخلية أعد ISET PI على الركيزة هي 8.7، عام 1999، أعد كفاءة الخلايا EMPA على PI الركيزة 12.8، 2011، EMPA تتحول تحسين كفاءة الخلايا كانت 18.7، و 8 وشكلت بطارية الفرعية متكامل في القطعة الركيزة PI، كانت كفاءة 14.8، وبطارية يظهر نوع في الشكل 4، 2013، PI EMPA تحويل مرونة الركيزة CIGS تحسين كفاءة الخلايا من 20.4.
خريطة 4 كفاءة 14.8 من PI الركيزة مرنة CIGS خريطة القطعة البدنية
(C) والخلايا الشمسية المرنة الكادميوم تيلوريد
الكادميوم تيلوريد (تيل كد) المواد هي المواد المباشرة فجوة الحزمة، فإن الفجوة الفرقة البصرية من 1.45 فولت، وارتفاع معامل امتصاص الضوء، سمك 2 م الكادميوم مادة تيلوريد يمكن أن تمتص 100 من أشعة الشمس. علاوة على ذلك، في إشعاع البروتون والإلكترون، والخصائص المادية مستقرة جدا.
قد يكون مستعدا الخلايا الشمسية الكادميوم تيلوريد على معدنية مرنة أو الركيزة البلاستيك والخلايا الشمسية المرنة الكادميوم تيلوريد. A معدنية مرنة الركيزة أعلى كفاءة تيل كد هي ملفقة الخلايا الشمسية على EMPA الموليبدينوم الركيزة المعدنية، وكفاءة 11.5، وهي أعلى كفاءة الركيزة البلاستيكية المرنة هي تيلوريد الكادميوم تم إعداد الخلايا الشمسية في الركيزة PI EMPA، كفاءة 13.8، على حد سواء البطاريات هي منطقة صغيرة من الخلية. حاليا، لا يوجد حتى الآن أي تيل كد وحدة الخلايا الشمسية المرنة المتاحة.
1. معدنية مرنة الكادميوم تيلوريد الركيزة الخلايا الشمسية
وأظهرت بنية الخلية من مرونة الركيزة المعدنية تيل كد الخلايا الشمسية في FIG. والركيزة المعدنية الكادميوم تيلوريد كفاءة الخلايا الشمسية منخفضة عموما، وعادة 3.5 إلى 8. حتى عام 2013، عن طريق ضبط محتوى EMPA المنشطات من النحاس تيل كد، يتم الحصول على كفاءة 11.5 الموليبدينوم الكادميوم تيلوريد الشمسية الركيزة الخلية.
خريطة 5 مرنة الركيزة المعدنية تيل كد هيكل الخلايا الشمسية من FIG.
2. الركيزة البلاستيكية تيل كد خلايا شمسية مرنة
والركيزة البلاستيكية وجود درجة معينة من الشفافية، وبالتالي، يمكن تقسيمها إلى نوعين من ركائز العلوية والسفلية مرونة الكادميوم تيلوريد هيكل البطارية الشمسية هو مبين في الشكل (6). ومع ذلك، على الركيزة هيكل للبطارية، واحتياجات الخفيفة للدخول في الخلية من خلال ركيزة من البلاستيك، وبالتالي الركيزة البلاستيك الناقل للضوء هو أيضا النظر.
خريطة 6 تيل كد الركيزة بلاستيكية مرنة هيكل الخلايا الشمسية من FIG.
(1) ركيزة البلاستيك (على الركيزة هيكل) المرونة الكادميوم تيلوريد الخلايا الشمسية
EMPA إلى 10m الفيلم بوليميد سميكة (UpilexTM) هو ومرنة الركيزة الكادميوم تيلوريد الهياكل الخلايا الشمسية على ركيزة من خلال هيكل هو مبين في الشكل مستعدة. مرنة الكادميوم تيلوريد الخلايا الشمسية التي تنتجها هذه الطريقة من كفاءة 11.38. والركيزة الزجاج بالمقارنة مع الخلايا الشمسية الكادميوم تيلوريد، ويقلل من نفاذية الضوء من بوليميد، وبالتالي زيادة تحسين نفاذية الضوء من بوليميد هي محور الدراسة القادمة هيكل البطارية.
خريطة 7 هيكل الركيزة مرنة أعدت في الكادميوم تيلوريد هيكل الخلايا الشمسية من FIG.
(2) ركيزة البلاستيك (أقل بنية التحتية) المرونة الكادميوم تيلوريد الخلايا الشمسية
مقارنة الركيزة البلاستيك (على الركيزة هيكل) المرونة الكادميوم تيلوريد الخلايا الشمسية، ومزايا والكادميوم تيلوريد هيكل الخلايا الشمسية الركيزة السفلية بوليميد ضوء transmissive أي تأثير على أداء الخلية. EMPA باستخدام فيلم بوليميد التجاري (UpilexTM) إعداد هيكل الركيزة الكادميوم مرونة تيلوريد الخلايا الشمسية، وإجراءات التصنيع هو مبين في الشكل 8. وبهذه الطريقة، وكفاءة على التوالي 7.3 و 6 (TCO على التوالي FTO وAZO) مرونة الكادميوم تيلوريد الخلايا الشمسية. وهكذا، يمكن زيادة الكفاءة عن طريق تحسين عملية خلية البطارية في المستقبل إعداد.
خريطة 8 تم إعداد الرسم البياني مرونة من الخلايا الشمسية الكادميوم تيلوريد في إطار الهيكل الركيزة
(D) perovskite خلايا شمسية مرنة
الخلايا الشمسية Perovskite هي الشمسي الساخن البحوث التي أجريت مؤخرا. منذ عام 2009، وإعداد أول الخلايا الشمسية perovskite، مدة تسع سنوات فقط، وزيادة كفاءة الخلايا من 3.8 إلى 22.7، ويرجع ذلك إلى عملية بسيطة الإعداد، وانخفاض تكلفة المواد الخام، وإمكانات تجارية كبيرة، وممكن الخلايا الشمسية استبدال السيليكون البلورية.
خلية Perovskite يمكن أن تكون مستعدة على البلاستيك وركيزة معدنية، وتشكيل خلية perovskite مرنة. اعتمادا على الركيزة طبقة perovskite، ويمكن تقسيم الخلايا الشمسية المرنة إلى وأد perovskite نوع ونوع دبوس الإنشاءات، وهيكل البطارية هو مبين في الشكل 9. حاليا، والخلايا الشمسية المرنة أعلى كفاءة perovskite، هو معهد داليان للفيزياء الكيميائية، والأكاديمية الصينية للجامعة شنشى للمعلمين فريق Liusheng تشونغ على PET إعداد الركيزة، كفاءة الخلايا من 18.4.
FIG 9 perovskite مرونة هيكل الخلايا الشمسية من FIG. ملاحظة: HTL: ثقب طبقة النقل؛ ETL: طبقة نقل الإلكترون.
perovskite 1. الركيزة بلاستيكية مرنة الشمسية
على ركيزة من البلاستيك، قد تكون مستعدة القرصة (رسمي) هيكل perovskite أو تكوين مرن دبوس الشمسية (عبر). الركيزة بلاستيكية مرنة perovskite الخلايا الشمسية بشكل عام من البوليستر PET البلاستيكية، PEN وما شابه ذلك، لا يمكن أن تحمل درجات الحرارة العالية. وهكذا، وإعداد المنخفضة للحرارة TIO2 الأغشية الرقيقة أو غيرها من طبقة النقل الإلكترون مشكلة الركيزة بلاستيكية مرنة perovskite الاعتبار الأول الشمسية.
(1) ارتشف ركيزة بلاستيكية مرنة، وبنية perovskite من الخلايا الشمسية
جياكومو الآخرين تنفيذها على PET / ITO الركيزة درجة حرارة منخفضة (150 ) إعداد TIO2، 8.4 كفاءة الخلايا، وتبلغ مساحتها 0.12cm2، كيم أعدت آخرون كثيفة TiOx طبقة على الركيزة PEN / ITO، كفاءة الخلايا هي 12.2، 2015 في، أعدت يانغ وآخرون على ركيزة PET مرنة (في درجة حرارة الغرفة) وجود نفاذية الضوء جيدة ومناسبة رفيعة المستوى طبقة TIO2 الإلكترون نقل والترابط مرنة perovskite كفاءة الخلايا أعد تطويرها بشكل مستقل الفراغ طريقة ترسب إسقاط بالتناوب الرقم القياسي العالمي ، للوصول إلى بطارية خريطة المادية كما هو مبين في الشكل 15.07. بعد ذلك، فريق العمل عن طريق تعديل بينية من فيلم TIO2، تطوير كفاءة بطارية مرنة من 16.09. عام 2017، وانغ وآخرون باستخدام أكسيد القصدير كطبقة نقل الإلكترون إلى تحسين كفاءة الخلايا الشمسية إلى مرونة perovskite 18.3. في نفس العام الفريق Liusheng تشونغ مع شعاع الالكترون التبخر من خامس أكسيد النيوبيوم كما مرنة perovskite الخلايا الشمسية وطبقة النقل الإلكترون perovskite يمكن تعديلها للحصول على طبقة مرنة ماصة perovskite الخلايا الشمسية منطقة صغيرة (0.052cm2) لتحسين كفاءة 18.4، كبير المنطقة (1.2cm2) كفاءة إلى 13.35، وكفاءة هذه المرحلة هي أعلى كفاءة الخلايا الشمسية المرنة العالم perovskite ل.
خريطة 10 كفاءة 15.07 خلايا شمسية مرنة perovskite خريطة المادية
(2) دبوس perovskite هيكل الخلايا الشمسية الركيزة بلاستيكية مرنة
ويمكن أيضا أن يكون مستعدا هيكل البطارية perovskite مرونة كما دبوس على PET، PEN، مثل البلاستيك، والبنية الأساسية: مرنة الركيزة / القطب / PEDOT: PSS / perovskite / PCBM / القطب. Roldncarmona شابه على ركيزة PET المغلفة مع AZO / حج / AZO، أعد كفاءة الخلايا من 7. Docampo مثل على PET / ITO الركيزة تم إعداد التكوين دبوس perovskite الكالسيوم كفاءة الخلايا من 6.3. تحب على PET / ITO الركيزة تم إعداد التكوين دبوس perovskite الكالسيوم كفاءة الخلايا من 9.5. بشكل عام، خلية perovskite مع تكوين دبوس من أداء البطارية هيكل ارتشف أدنى.
2. الركيزة المعدنية للمرونة perovskite البطاريات الشمسية
من الناحية النظرية، قد يكون هيكل ودبوس هيكل ارتشف استعداد للبطارية على ركيزة معدنية، ولكن، منذ PEDOT: PSS نفسها لديها عرضة الحمضية للتآكل والقطب، وبالتالي، الركيزة المعدنية هو متعدد ارتشف هيكل perovskite الشمسية.
أعد لي وآخرون perovskite هيكل البطارية ارتشف الكالسيوم على 127m المعدنية تي سميكة، 6.15 كفاءة أقصى الخلية. إعداد هيكل perovskite من البطارية على المعادن ارتشف الكالسيوم ترووغتون غيرها من منظمة الشفافية الدولية، 10.3 كفاءة الخلايا. وكان وانغ وآخرون perovskite الخلية مطلي على الركيزة تي الأنابيب النانوية TIO2 استعداد وكفاءة البطارية من 8.31. كان تشيو وآخرون في قطر 127m المقاوم للصدأ الركيزة الصلب، أعد ليفي التيتانيوم الكالسيوم هيكل ارتشف كانت كفاءة الخلايا الشمسية بنسبة 3.3، والخلايا الشمسية هي الألياف الأكثر كفاءة.
حتى الآن، الخلية الركيزة perovskite مرنة أقل من الركيزة الزجاج، وموصل كفاءة الخلايا perovskite، ويرجع ذلك أساسا إلى مرونة واجهة perovskite رقيقة فيلم وعيوب هيكلية، والعيوب التي تسببها مادة كيميائية. لذلك، يتم تطبيق الدراسة على المواد ETL وHTL إعداد واجهة تعديل الركيزة مرنة، هو اتجاه perovskite هاما من مرونة أبحاث الخلايا الشمسية. وبالإضافة إلى ذلك، ووضع حل غير الكالسيوم أعدت تكنولوجيا البطاريات perovskite يمكن تمديد لتحديد ETL وHTL طبقات، فمن بحث آخر مهم. وبالإضافة إلى ذلك، واستقرار الخلايا الشمسية perovskite يشكل عاملا رئيسيا يحد من صناعة الخلايا الشمسية perovskite والتطبيقات، ويجب حلها.
ثالثا، مقترحات تطوير خلية شمسية مرنة
بعد عقود من التنمية، جعل الخلايا الشمسية المرنة تقدما كبيرا. في البطارية، وكانت السيليكون المرن رقيقة الخلايا الشمسية 16.3 كفاءة كحد أقصى، وCIGS مرنة الخلايا الشمسية كان 20.4 كفاءة كحد أقصى، أقصى قدر من الكفاءة مرونة الكادميوم تيلوريد الخلايا الشمسية كان 13.8، والخلايا الشمسية المرنة perovskite هي الأكثر فعالية 18.4. من حيث المكونات، وقد تم تسويقها مكونات CIGS مرنة UnitedSolar السليكون رقيقة الخلايا الشمسية الخلايا الشمسية ومجموعة هينا مرنة، وكانت الفتحة كفاءة وحدة 8.2 و 16.7 على التوالي. للأسف، بسبب سوء الإدارة، وأغلقت شركة UnitedSolar أسفل في عام 2012، والخلايا CIGS مرنة هينا المجموعة الشمسية، وحدات الطاقة الشمسية المرنة الموجودة حاليا في السوق مرئية فقط، ولكن السعر مرتفع جدا (30 يوان / W )، مبيعات قليلة. وهكذا، فإن تكاليف انخفاض كفاءة التحويل وإنتاج عالية هما من العوامل الرئيسية التي تقيد تطوير خلايا شمسية مرنة. تحسين الكفاءة وتقليل تكلفة الإنتاج يمكن أن يكون من الجوانب التالية.
1. تطوير المواد الركيزة مرنة جديدة
كما هو مطلوب الركيزة للخلية شمسية مرنة لتلبية عدة شروط: وجود واحدة أو متشابهة معاملات التمدد الحراري للمادة الخلية، وقادرة على تحمل عملية درجات الحرارة بإعداد البطارية، وخشونة السطح الصغيرة، خفيفة الوزن، والتكلفة المنخفضة. حاليا، وهي مادة تستخدم عادة باعتبارها الركيزة مرنة مع رقائق الفولاذ المقاوم للصدأ، PI، PEN، PET. حيث احباط الفولاذ المقاوم للصدأ يمكن أن تصمد أمام حرارة عملية تصنيع البطارية، ولكن خشونة سطح الركيزة، وحيث الشوائب المعدنية تنتشر في الخلية في عملية التصنيع، وتؤثر على كفاءة البطارية. PI، PEN، PET ثلاث مواد خشونة سطح أصغر حجما وأكثر وخفيفة الوزن، ولكن لا يمكن أن تصمد أمام العمليات درجة حرارة عالية، وسوف تتأثر كفاءة الخلايا. وهكذا، وتطوير خفيفة الوزن الجديد، وانخفاض التكلفة، وارتفاع درجة حرارة المواد الركيزة مرنة، والمساعدة ليس فقط لزيادة خفض التكاليف، كما تساعد على تحسين كفاءة الخلايا.
2. إعداد عملية تطوير خلية جديدة
هيكل من المواد البطارية، وهيكل والتشكل خصائص الركيزة لديه علاقة مباشرة، مختلفة من درجة حرارة إعداد الخلايا الشمسية، وأداء الخلية هو أيضا مختلف. وهكذا، لأكبر خشونة، الركيزة مرنة لا يمكن أن تتحمل درجات الحرارة العالية اللازمة لتطوير عملية تصنيع جديدة، وتصميم هيكل جديد، وبالتالي تحسين كفاءة الخلايا الشمسية.
3. تحسين مستوى تصنيع المعدات الصناعية
الإنتاج الصناعي من الخلايا الشمسية المرنة تحتاج إلى معدات إنتاج لفة إلى لفة، والمحلي والدولي لفة إلى لفة مستوى تصنيع المعدات الحالي منخفض عموما. مساحة واسعة مرنة وحدة إنتاج الخلايا الشمسية وتيرة بطيئة، العائد المنخفض، مما أدى إلى خلايا شمسية مرنة ارتفاع تكلفة. لذلك، وتحسين مستوى تصنيع المعدات الصناعية لخفض تكلفة إنتاج الخلايا الشمسية المرنة، ويساعد على تعزيز التصنيع لإنتاج وتطبيق الخلايا الشمسية المرنة.
رابعا خاتمة
يمكن تطبيقها خلايا شمسية مرنة في مجال الأقمار الصناعية العسكرية الدفاعية، المناطيد، الطائرات بدون طيار، والمعدات الفردية الأخرى، وكذلك متكاملة بناء-الضوئية، والأجهزة الذكية يمكن ارتداؤها والمناطق المدنية الأخرى، لديها آفاق واسعة في السوق. بعد سنوات من التنمية، وتحسين كفاءة الخلايا الشمسية المرنة إلى حد كبير، وكانت السيليكون المرن رقيقة الخلايا الشمسية 16.3 كفاءة كحد أقصى، وCIGS مرنة الخلايا الشمسية وكفاءة كحد أقصى، وكانت أقصى قدر من الكفاءة مرونة الكادميوم تيلوريد الخلايا الشمسية 20.4 13.8 مرنة perovskite كفاءة أقصى الشمسية 18.4. وعلاوة على ذلك، هناك تم تسويقها السيليكون المرن رقيقة الخلايا الشمسية وCIGS مرنة وحدات الخلايا الشمسية يخرج، مما يدل على خلايا شمسية مرنة لديها إمكانات كبيرة للتنمية. ومع ذلك، فقد الخلايا الشمسية المرنة لم تشكل على نطاق واسع التصنيع والكفاءة والتكلفة هما من العوامل الرئيسية التي تقيد تطوير خلايا شمسية مرنة. تطوير مواد الركيزة مرنة جديدة، وإعداد وتطوير التكنولوجيا بطارية جديدة وهيكل، وتحسين لفة على معدات لفة مستوى التصنيع، وسوف تساعد على تحسين كفاءة التحويل من الخلايا الشمسية المرنة وتخفيض تكاليف الإنتاج، وبالتالي تعزيز التنمية الصناعية من الخلايا الشمسية المرنة.
