Солнечный элемент


или Солнечная батарея фотоэлектрическая ячейка ( PV -ячейка ) представляет собой электронное устройство, которое преобразует энергию света непосредственно в электричество посредством фотоэлектрического эффекта . [ 1 ] Это форма фотоэлектрической ячейки, устройство, электрические характеристики, такие как ток , напряжение или сопротивление ), варьируются при воздействии света. Отдельные солнечные устройства часто являются электрическими строительными блоками фотоэлектрических модулей , известных в разговорной речи как «солнечные панели». Почти все коммерческие фотоэлектрические ячейки состоят из кристаллического кремния , с долей рынка 95%. кадмия теллурида Тонкопленочные солнечные элементы объясняют оставшуюся часть. [ 2 ] Общий солнечный элемент кремниевого элемента с одним соединением может получить максимальное напряжение с открытым кругом приблизительно от 0,5 до 0,6 вольт . [ 3 ]
Фотоэлектрические ячейки могут работать под солнечным светом или искусственным светом. В дополнение к производству энергии, их можно использовать в качестве фотоприемника (например, инфракрасные детекторы ), обнаружение света или другого электромагнитного излучения вблизи видимого диапазона или измерения интенсивности света.
Работа фотоэлектрической ячейки требует трех основных атрибутов:
- Поглощение света, генерируя экситоны ( связанные пары электронов - отверстия ), несвязанные пары электронных отверстий (через экситоны) или плазмоны .
- Разделение носителей заряда противоположных типов.
- Отдельное извлечение этих носителей в внешнюю схему.
Напротив, солнечный тепловой коллектор обеспечивает тепло, поглощая солнечный свет , с целью прямой нагрева или косвенной электрической электроэнергии от тепла. «Фотоэлектролитическая ячейка» ( фотоэлектрохимическая ячейка ), с другой стороны, относится либо к типу фотоэлектрической ячейки (например, разработанной Эдмондом Бекелелом и современным чувствительными к красителям солнечных элементов ), либо на устройство, которое разбивает воду непосредственно на водород и водород и водород кислород с использованием только солнечного освещения.
Фотоэлектрические клетки и солнечные коллекционеры являются двумя средствами для получения солнечной энергии .
Приложения
[ редактировать ]Сборки солнечных элементов используются для изготовления солнечных модулей , которые генерируют электрическую мощность от солнечного света , что отличается от «солнечного теплового модуля» или «солнечной панели горячей воды». Солнечная батарея генерирует солнечную энергию с использованием солнечной энергии .
Автомобильные применения
[ редактировать ]Применение солнечных элементов в качестве альтернативного источника энергии для автомобильных применений является растущей отраслью. Электромобили, которые работают от солнечной энергии и/или солнечного света, обычно называют солнечными автомобилями. [ Цитация необходима ] Эти транспортные средства используют солнечные батареи для преобразования поглощенного света в электрическую энергию, которая затем хранится в батареях . [ Цитация необходима ] Существует несколько входных факторов, которые влияют на выходную мощность солнечных элементов, такие как температура , свойства материала, погодные условия, солнечное излучение и многое другое. [ 4 ]
Первый случай фотоэлектрических ячеек внутри автомобильных применений находился примерно в середине второй половины 1900 -х годов. Стремясь повысить рекламу и осведомленность в транспорте солнечной батареи, Ханс Толструп решил создать первое издание World Solar Challenge в 1987 году. [ Цитация необходима ] Это была 3000 км гонка по всей австралийской аутбэке, где конкуренты из отраслевых исследовательских групп и ведущих университетов по всему миру пригласили конкурировать. [ Цитация необходима ] General Motors закончил тем, что выиграл мероприятие с значительным отрывом с их автомобилем Sunraycer , который достиг скорости более 40 миль в час. [ Цитация необходима ] Вопреки распространенному мнению, однако солнечные автомобили являются одним из старейших альтернативных энергетических транспортных средств. [ 5 ]
Нынешние солнечные транспортные средства используют энергию от солнца через солнечные батареи , которые представляют собой собранную группу солнечных элементов, работающих в тандеме для общей цели. [ 6 ] Эти твердотельные устройства используют квантовые механические переходы, чтобы преобразовать заданное количество солнечной энергии в электрическую мощность. [ 6 ] Электричество , автомобиля произведенное в результате, затем хранится в батарее , чтобы запустить двигатель автомобиля. [ 6 ] Батареи в автомобилях на солнечной энергии отличаются от батареи в стандартных ледяных автомобилях, потому что они созданы таким образом, чтобы придать большую мощность к электрическим компонентам транспортного средства в течение более длительной продолжительности. [ Цитация необходима ]
Ячейки, модули, панели и системы
[ редактировать ]
Множественные солнечные элементы в интегрированной группе, ориентированные на одну плоскость, представляют собой солнечную фотоэлектрическую панель или модуль . Фотоэлектрические модули часто имеют лист стекла на стороне, обращенной на солнце, позволяя свету проходить, защищая полупроводниковые пластины . Солнечные элементы обычно соединены последовательно, создавая аддитивное напряжение. Соединение ячеек на параллельном выходе на более высокий ток.
Однако проблемы в параллельных клетках, таких как теневые эффекты, могут отключить более слабую (менее освещенную) параллельную параллельную строку (ряд последовательных ячеек), вызывая существенную потерю мощности и возможное повреждение из -за обратного смещения, применяемого к затененным ячейкам их освещенными партнерами. Полем [ Цитация необходима ]
Хотя модули могут быть взаимосвязаны для создания массива с желаемым пиковым напряжением постоянного тока и током нагрузки, которые можно выполнить с использованием независимых MPPT ( максимальные трекеры точки мощности ) или, специфичные для каждого модуля, с или без модуля Power Power Electronic Electronic (MLPE) Единицы, такие как микроинверторы или оптимизаторы DC-DC . Шунтиоды могут уменьшить потерю мощности затенения в массивах с помощью серийных/параллельных соединенных ячеек.
Австралия | Китай | Франция | Германия | Италия | Япония | Великобритания | Соединенные Штаты | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Жилой | 1.8 | 1.5 | 4.1 | 2.4 | 2.8 | 4.2 | 2.8 | 4.9 |
Коммерческий | 1.7 | 1.4 | 2.7 | 1.8 | 1.9 | 3.6 | 2.4 | 4.5 |
Утилита | 2.0 | 1.4 | 2.2 | 1.4 | 1.5 | 2.9 | 1.9 | 3.3 |
Источник: IEA - Technology Roadmap: Солнечная фотоэлектрическая энергетическая отчет , 2014 Edition [ 7 ] : 15 Примечание: DOE - Тенденции ценообразования фотоэлектрической системы сообщают о более низких ценах на США [ 8 ] |
К 2020 году Соединенные Штаты стоили за ватт за систему коммунальных услуг снизились до 0,94 долл. США. [ 9 ]
История
[ редактировать ]Фотоэлектрический эффект был экспериментально продемонстрирован сначала французским физиком Эдмондом Беккелем . В 1839 году, в 19 лет, он построил первую в мире фотоэлектрическую ячейку в лаборатории своего отца. Уиллоуби Смит впервые описал «влияние света на селен во время прохождения электрического тока» в выпуске природы 20 февраля 1873 года . В 1883 году Чарльз Фриттс построил первую фотоэлектрическую клетку твердого состояния , покрывая полупроводник селен с тонким слоем золота с образованием соединений; Устройство было только около 1% эффективным. [ 10 ] Другие вехи включают:
- 1888 - Российский физик Александр Столетов построил первую ячейку на основе внешнего фотоэлектрического эффекта, обнаруженного Генрихом Херцем в 1887 году. [ 11 ]
- 1904 - Юлиус Элстер , вместе с Гансом Фридрихом Гейтел , разработал первую практическую фотоэлектрическую ячейку. [ 12 ]
- 1905 - Альберт Эйнштейн предложил новую квантовую теорию света и объяснил фотоэлектрический эффект в достоверной статье, за которую он получил Нобелевскую премию по физике в 1921 году. [ 13 ]
- 1941 - Вадим Ласкариов обнаружил p - n соединений в Cu 2 O и Ag 2 S. протокетах [ 14 ]
- 1946 - Рассел Ол запатентован современным полупроводниковым солнечным элементом [ 15 ] Работая над серией достижений, которые приведут к транзистору .
- 1948 - Введение в мир полупроводников государства Курт Леговек, возможно, был первым, кто объяснил фотоволтайский эффект в рецензируемом журнале « Физический обзор» . [ 16 ] [ 17 ]
- 1954 - Первая практическая фотоэлектрическая ячейка была публично продемонстрирована в Bell Laboratories . [ 18 ] Изобретателями были Кэлвин Южный Фуллер , Дэрил Чапин и Джеральд Пирсон . [ 19 ]
- 1958 - Солнечные элементы приобрели известность с их включением на Vanguard I. спутник
Космические приложения
[ редактировать ]
Солнечные элементы сначала использовались в заметном применении, когда они были предложены и летали на авангардном спутнике в 1958 году в качестве альтернативного источника питания для аккумулятора основного источника питания . Добавляя клетки на внешнюю часть тела, время миссии может быть расширено без серьезных изменений в космическом корабле или его энергетических системах. В 1959 году Соединенные Штаты запустили Explorer 6 с большими солнечными батареями в форме крыла, которые стали общей чертой в спутниках. Эти массивы состояли из 9600 солнечных элементов Хоффмана .
К 1960-м годам солнечные элементы были (и все еще являются) основным источником мощности для большинства сателлитов, орбитальных земных, и ряда зондов в солнечную систему, поскольку они предлагали лучшее соотношение мощности к весу . Тем не менее, этот успех был возможен, потому что в космическом приложении затраты на систему электроэнергии могли быть высокими, потому что у космических пользователей было мало других вариантов питания, и они были готовы оплатить наилучшие возможные ячейки. Рынок космической энергии способствовал развитию более высокой эффективности в солнечных батареях до тех пор, пока Национальный научный фонд «исследования, применяемые к национальным потребностям»
В начале 1990-х годов технология, используемая для космических солнечных элементов, расходилась от кремниевой технологии, используемой для наземных панелей, причем применение космического корабля перешло к применению арсенида основанного , галлиевого на космическом корабле.
В последние годы исследования продвинулись к разработке и производству легких, гибких и высокоэффективных солнечных элементов. Технология наземных солнечных батарей обычно использует фотоэлектрические клетки, которые ламинированы слоем стекла для прочности и защиты. Космические приложения для солнечных элементов требуют, чтобы ячейки и массивы были высокоэффективными и чрезвычайно легкими. Некоторые новые технологии, внедренные на спутниках, представляют собой многоотъемные фотоэлектрические ячейки, которые состоит из различных соединений P-N с различными полосовыми газами, чтобы использовать более широкий спектр энергии солнца. Кроме того, крупные спутники требуют использования больших солнечных батарей для производства электроэнергии. Эти солнечные батареи должны быть разбиты, чтобы соответствовать геометрическим ограничениям пускового носителя, на котором проходит спутник перед введением на орбиту. Исторически солнечные элементы на спутниках состояли из нескольких небольших наземных панелей, сложенных вместе. Эти небольшие панели будут развернуты на большую панель после того, как спутник будет развернут на его орбите. Новые спутники стремятся использовать гибкие свертываемые солнечные батареи, которые очень легкие и могут быть упакованы в очень маленький объем. Меньший размер и вес этих гибких массивов резко снижают общую стоимость запуска спутника из -за прямой взаимосвязи между весом полезной нагрузки и стоимостью запуска пускового носителя. [ 20 ]
В 2020 году военно-морская исследовательская лаборатория США провела свой первый тест на выработку солнечной энергии на спутнике, эксперимент с фотоэлектрическим радиочастотным антенным модулем (PRAM) на борту Boeing X-37 . [ 21 ] [ 22 ]
Улучшенные методы производства
[ редактировать ]Улучшения были постепенными в течение 1960 -х годов. Это также было причиной того, что затраты оставались высокими, потому что космические пользователи были готовы платить за наилучшие возможные ячейки, не оставляя причин инвестировать в более дешевые, менее эффективные решения. Цена была определена в значительной степени полупроводниковой промышленностью ; Их переход к интегрированным цепям в 1960 -х годах привел к наличию более крупных булей по более низким относительным ценам. По мере того, как их цена упала, цена полученных ячеек также сделала. Эти эффекты снизились в 1971 году затраты до 100 долларов за ватт. [ 23 ]
В конце 1969 года Эллиот Берман присоединился к целевой группе Exxon , которая искала проекты 30 лет в будущем, и в апреле 1973 года он основал Solar Power Corporation (SPC), дочернюю компанию Exxon в то время. [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] Группа пришла к выводу, что электрическая мощность будет намного дороже к 2000 году, и чувствовала, что это повышение цен станет альтернативными источниками энергии более привлекательными. Он провел исследование рынка и пришел к выводу, что цена за ватт в размере около 20 долларов США/ватт создаст значительный спрос. [ 24 ] Команда устранила шаги полировки пластин и покрытия их антиинфекционным слоем, полагаясь на поверхность пластины с шероховатым и неровным. Команда также заменила дорогие материалы и ручную проводку, используемые в космических приложениях на печатную плату на задней панели, акриловый пластик на передней части и силиконовый клей между ними, «поднимая» ячейки. [ 27 ] Солнечные элементы могут быть изготовлены с использованием отлитого материала с рынка электроники. К 1973 году они объявили о продукте, и SPC убедил сигнал Tideland использовать свои панели для мощных навигационных буев , первоначально для береговой охраны США. [ 25 ]
Исследование и промышленное производство
[ редактировать ]Исследование солнечной энергии для наземных приложений стало заметным в рамках передового подразделения и разработок в области исследований и разработок солнечной энергии в Национальном научном фонде в рамках программы «Исследования, применяемые к национальным потребностям», которая проходила с 1969 по 1977 год, [ 28 ] и финансируемые исследования по разработке солнечной энергии для систем электроэнергии на земле. Конференция 1973 года, «Конференция Cherry Hill», установила технологические цели, необходимые для достижения этой цели, и рассказала о амбициозном проекте по их достижению, начав прикладную исследовательскую программу, которая будет продолжаться в течение нескольких десятилетий. [ 29 ] Программа была в конечном итоге захвачена Администрацией исследований и разработок в области энергетики (ERDA), [ 30 ] который был позже объединен в Министерство энергетики США .
После нефтяного кризиса в 1973 году нефтяные компании использовали свою более высокую прибыль, чтобы запустить (или покупать) солнечные фирмы, и на протяжении десятилетий были крупнейшими производителями. Exxon, Arco, Shell, Amoco (позже купленные BP) и Mobil все имели крупные солнечные подразделения в 1970 -х и 1980 -х годах. Также приняли участие технологические компании, в том числе General Electric, Motorola, IBM, Tyco и RCA. [ 31 ]
Снижение затрат и экспоненциальный рост
[ редактировать ]Рекомендация по инфляции, это стоило 96 долларов за ватт за солнечный модуль в середине 1970-х годов. Улучшения процесса и очень большой рост производства снизили эту цифру более чем на 99%, до 30 центов за ватт в 2018 году. [ 34 ] и всего лишь 20 ¢ за ватт в 2020 году. [ 35 ] Закон Свансона - это наблюдение, аналогичное закону Мура , в котором говорится, что цены на солнечные батареи падают на 20% на каждое удвоение промышленности. Он был показан в статье в британской еженедельной газете The Economist в конце 2012 года. [ 36 ] Баланс системных затрат был тогда выше, чем у панелей. По состоянию на 2018 год могут быть построены крупные коммерческие массивы по состоянию на 1,00 долл. США за ватт, полностью заказанные. [ 9 ]
По мере того, как полупроводниковая промышленность переехала в постоянно роды , старое оборудование стало недорогим. Размеры ячеек выросли по мере того, как оборудование стало доступно на рынке избытков; В исходных панелях Arco Solar использовались ячейки от 2 до 4 дюймов (от 50 до 100 мм) в диаметре. Панели в 1990 -х и начале 2000 -х годов обычно использовались 125 -мм пластины; С 2008 года почти все новые панели используют 156 мМ клетки. Широкое введение телевизоров с плоским экраном в конце 1990-х и начале 2000-х годов привело к широкой доступности крупных высококачественных стеклянных листов для покрытия панелей.
В течение 1990 -х годов клетки Polysilicon («Poly») становились все более популярными. Эти ячейки обеспечивают меньшую эффективность, чем их аналоги Monosilicon («Mono»), но они выращиваются в больших чанах, которые снижают стоимость. К середине 2000-х годов Поли был доминирующим на недорогих панельных рынках, но совсем недавно моно вернулось к широкому использованию.
Производители ячеек на основе пластин реагировали на высокие цены на кремниевые цены в 2004–2008 годах с быстрым снижением потребления кремния. В 2008 году, по словам Джефа Портманса, директора органического и солнечного отделения IMEC , в текущих клетках используется 8–9 грамм (0,28–0,32 унции) кремния на ватт с производством электроэнергии, с толщиной пластин в окрестностях 200 мкв . Кристаллические кремниевые панели доминируют на мировых рынках и в основном производятся в Китае и Тайване. К концу 2011 года падение европейского спроса снизило цены на кристаллические солнечные модули до 1,09 долл. США. [ 37 ] за ватт резко снизился с 2010 года. Цены продолжали падать в 2012 году, достигнув 0,62 долл. США/ватт к 4Q2012. [ 38 ]
Солнечная PV становится быстрее всего в Азии, а Китай и Япония в настоящее время составляют половину мирового развертывания . [ 39 ] Глобальная установленная емкость PV достигла не менее 301 гигаватта в 2016 году и к 2016 году выросла до 1,3% глобальной энергии. [ 40 ]
Предполагалось, что электричество от PV будет конкурентоспособным с оптовыми затратами на электроэнергию по всей Европе, а время окупаемости энергии кристаллических кремниевых модулей может быть уменьшено до 0,5 лет к 2020 году. [ 41 ]
Падение затрат считается одним из самых больших факторов быстрого роста возобновляемых источников энергии, поскольку стоимость солнечной фотоэлектрической электроэнергии падает на ~ 85% в период между 2010 году (когда солнечная энергия и ветер составляли 1,7% глобальной генерации электроэнергии) и 2021 (где они составил 8,7%). [ 42 ] В 2019 году солнечные элементы составляли ~ 3 % мирового производства электроэнергии. [ 43 ]
Субсидии и паритет сетки
[ редактировать ]Специфичные для солнечных бабочек тарифы варьируются в зависимости от страны и внутри стран. Такие тарифы поощряют разработку проектов солнечной энергии. Широко распространенный паритет сетки , точка, в которой фотоэлектрическое электричество равна или дешевле, чем мощность сетки без субсидий, вероятно, требует достижений во всех трех фронтах. Сторонники солнечной надежды на то, чтобы сначала достичь паритета сетки в районах с обильными затратами на солнце и высокими затратами на электроэнергию, таких как в Калифорнии и Японии . [ 44 ] В 2007 году BP претендовал на паритет сетки для Гавайев и других островов, которые в противном случае используют дизельное топливо для производства электроэнергии. Джордж Буш установил 2015 год в качестве даты для паритета сетки в США. [ 45 ] [ 46 ] Фотоэлектрическая ассоциация сообщила в 2012 году, что Австралия достигла паритета сетки (игнорируя корм в тарифах). [ 47 ]
Цена на солнечные батареи неуклонно падала в течение 40 лет, прервано в 2004 году, когда высокие субсидии в Германии значительно увеличили спрос и значительно увеличили цену очищенного кремния (который используется в компьютерных чипах, а также на солнечных панелях). Рецессия 2008 года и начало китайского производства привели к тому, что цены возобновили их снижение. Через четыре года после января 2008 года цены на солнечные модули в Германии упали с 3 до 1 евро за пик ватт. В то же время производственные мощности увеличились с годовым ростом более чем на 50%. Китай увеличил долю рынка с 8% в 2008 году до более чем на 55% в последнем квартале 2010 года. [ 48 ] В декабре 2012 года цена китайских солнечных панелей упала до 0,60 долл. США/ВП (кристаллические модули). [ 49 ] (Аббревиатура WP обозначает пиковую емкость Ватта или максимальную емкость в оптимальных условиях. [ 50 ] )
По состоянию на конец 2016 года сообщалось, что спотовые цены на собранные солнечные батареи (не ячейки) упали до рекордно низкого уровня 0,36 долл. США/ВП. Второй по величине поставщик, Canadian Solar Inc., сообщил о затратах в размере 0,37 долл. США/В.П. Многие производители ожидают, что затраты упадут до окрестностей в 0,30 доллара до конца 2017 года. [ 51 ] Также сообщалось, что новые солнечные инсталляции были дешевле, чем у угольных тепловых электростанций в некоторых регионах мира, и ожидалось, что это произойдет в большинстве мира в течение десятилетия. [ 52 ]
Теория
[ редактировать ]

Солнечный элемент изготовлен из полупроводниковых материалов , таких как кремний , которые были изготовлены в перекрестку P - N. Такие соединения производятся путем легирования одной стороны устройства P-типа и другого N-типа, например, в случае кремния, введя небольшие концентрации бора или фосфора соответственно.
При работе фотоны в солнечном свете попадают в солнечный элемент и поглощаются полупроводником. Когда фотоны поглощаются, электроны возбуждаются ( от валентной полосы до полосы проводимости или от занятых до незанятых молекулярных орбиталей в случае органического солнечного элемента ), создавая пары электронных дыр . Если пары электронных отверстий создаются вблизи соединения между материалами P-типа и N-типа, локальное электрическое поле смешивает их на противоположные электроды, производя избыток электронов с одной стороны и избыток отверстий с другой. Когда солнечный элемент не подключен (или внешняя электрическая нагрузка очень высока), электроны и отверстия в конечном итоге восстановят равновесие, диффундируя обратно через соединение на поле и рекомбинировать друг друга, исходя из тепла, но если нагрузка достаточно мала Равновесим легче восстановить избыточными электронами, проходящими вокруг внешней цепи, выполняя полезную работу по пути.
Массив солнечных элементов превращает солнечную энергию в полезное количество электроэнергии с постоянным током (DC). Инвертор (AC ) может преобразовать мощность в переменный ток .
Наиболее широко известный солнечный элемент настроен как перекресток P-N, сделанный из кремния. Другими возможными типами солнечных элементов являются органические солнечные клетки, сенсибилизированные красители солнечные клетки, солнечные клетки перовскита, квантовые точечные солнечные элементы и т Д. . сгенерированные перевозчики. Как правило, пленки с высокой пропускаемой и высокой электрической проводимостью, такие как оксид олова индия , проводящие полимеры или проводящие нанопроволочные сети, используются для этой цели. [ 53 ]
Эффективность
[ редактировать ]
Эффективность солнечных элементов может быть разбита на эффективность отражения, термодинамическую эффективность, эффективность разделения носителей заряда и эффективность проводящей. Общая эффективность является продуктом этих отдельных показателей.
Эффективность преобразования мощности солнечного элемента является параметром, который определяется доли падающей мощности, преобразованной в электроэнергию. [ 54 ]
Солнечный элемент имеет зависящую от напряжения кривая эффективности, температурные коэффициенты и допустимые углы тени.
Из -за сложности при напряжении измерения этих параметров заменяются другие параметры: термодинамическая эффективность, квантовая эффективность , интегрированная квантовая эффективность , соотношение V OC и коэффициент заполнения. Потери отражения являются частью квантовой эффективности при « внешней квантовой эффективности ». Потери рекомбинации составляют другую часть квантовой эффективности, соотношение V OC и коэффициент заполнения. Устойчивые потери преимущественно классифицируются под коэффициентом заполнения, но также составляют незначительные части квантовой эффективности, соотношение V OC .
Коэффициент заполнения -это соотношение фактической максимально доступной мощности к продукту напряжения открытого круга и тока короткого замыкания . Это ключевой параметр в оценке производительности. В 2009 году типичные коммерческие солнечные элементы имели коэффициент заполнения> 0,70. Степени В -клетки обычно составляли от 0,4 до 0,7. [ 55 ] Клетки с высоким коэффициентом заполнения имеют низкую эквивалентную серию сопротивления и высокую эквивалентную устойчивость к шунтированию , поэтому меньше тока, полученного клеткой, рассеивается во внутренних потери.
Одиночные кристаллические кремниевые устройства P - N соединения в настоящее время приближаются к теоретической эффективности мощности 33,16%, [ 56 ] Отмеченный как ограничение Shockley -quiesser в 1961 году. В крайнем случае, с бесконечным числом слоев, соответствующий предел составляет 86% с использованием концентрированного солнечного света. [ 57 ]

В 2014 году три компании побили рекорд 25,6% для солнечного элемента кремния. Panasonic's был самым эффективным. Компания перенесла передние контакты в заднюю часть панели, устраняя затененные участки. Кроме того, они применили тонкие кремниевые пленки на (высококачественную кремниевую) переднюю и сзади, чтобы устранить дефекты на поверхности пластины или рядом с ним. [ 58 ]
В 2015 году солнечная батарея 4-й подготовки 46,1% (соотношение концентрации/GAINAS получила новую эффективность лабораторных записей в 46,1% (соотношение концентрации солнечного света = 312) в сотрудничестве с Франто-Германом между Институтом солнечных энергетических систем Fraunhofer (Fraunhofer Systems (Fraunhofer. ISE) , CEA-leti и Soitec. [ 59 ]
В сентябре 2015 года Fraunhofer ISE объявил о достижении эффективности выше 20% для эпитаксиальных клеток пластин. Работа по оптимизации встроенной производственной цепочки химического отложения паров (APCVD) была выполнена в сотрудничестве с Nexwafe GmbH, компанией, вращающейся от Fraunhofer ISE для коммерциализации производства. [ 60 ] [ 61 ]
Для тонкопленочных солнечных элементов с тройным соединением мировой рекорд составляет 13,6%, установленные в июне 2015 года. [ 62 ]
В 2016 году исследователи из Fraunhofer ISE объявили о солнечном элементе с тройным соединением GAAS/SI с двумя терминалами, достигнутыми 30,2% эффективности без концентрации. [ 63 ]
В 2017 году команда исследователей из Национальной лаборатории возобновляемой энергии (NREL), EPFL и CSEM ( Швейцария ) сообщила, что записывает эффективность в одну из них 32,8% для солнечных элементов с двойным соединением/GAAS. Кроме того, устройство с двойным соединением было механически сложено с солнечным элементом Si, чтобы достичь рекордной эффективности одного сбора 35,9% для солнечных элементов с тройным соединением. [ 64 ]
Материалы
[ редактировать ]
Солнечные элементы обычно названы в честь полупроводникового материала, из которого они изготовлены. Эти материалы должны иметь определенные характеристики, чтобы поглощать солнечный свет . Некоторые ячейки предназначены для обработки солнечного света, который достигает поверхности Земли, в то время как другие оптимизированы для использования в космосе . Солнечные элементы могут быть изготовлены из одного слоя светопоглощающего материала ( однооборудование ) или использовать несколько физических конфигураций ( мульти-соединения ), чтобы воспользоваться различными механизмами поглощения и разделения заряда.
Солнечные элементы могут быть классифицированы на клетки первого, второго и третьего поколения. Клетки первого поколения, также называемые обычными, традиционными или пластинными клетками, изготовленными из кристаллического кремния , коммерчески преобладающей технологии PV, которая включает в себя такие материалы, как Polysilicon и монокристаллический кремний . Клетки второго поколения представляют собой тонкоплентные солнечные клетки , которые включают в себя аморфные кремниевые , CDTE и CIGS- в коммунальном масштабе клетки и являются коммерчески значимыми в фотоэлектрических электростанциях , строительстве интегрированных фотоэлектрических лиц или в небольшой автономной энергосистеме . включают Солнечные элементы третьего поколения в себя ряд тонкопленочных технологий, часто описываемых как появляющиеся фотоэлектрики-большинство из них еще не были коммерчески применены и все еще находятся на этапе исследований или разработок. Многие используют органические материалы, часто органометаллические соединения, а также неорганические вещества. Несмотря на то, что их эффективность была низкой, а стабильность материала поглотителя часто была слишком короткой для коммерческих применений, есть исследования в области этих технологий, поскольку они обещают достичь цели производства низких, высокоэффективных солнечных элементов. [ 66 ] По состоянию на 2016 год самыми популярными и эффективными солнечными элементами были те, которые были сделаны из тонких пластин кремния, которые также являются самой старой технологией солнечных батарей. [ 67 ]
Кристаллический кремний
[ редактировать ]Безусловно, наиболее распространенным объемным материалом для солнечных элементов является кристаллический кремний (C-Si), также известный как «кремний солнечный уровень». [ 68 ] Кремний объемный кремний разделен на несколько категорий в соответствии с кристаллинностью и размером кристалла в результирующем слитках , ленте или пластине . Эти клетки полностью основаны на концепции P - N -соединения . Солнечные элементы, изготовленные из C-Si, изготовлены из пластин толщиной от 160 до 240 микрометров.
Монокристаллический кремний
[ редактировать ]
Солнечные элементы монокристаллического кремния (моно-SI) имеют однокристаллическую композицию, которая позволяет электронам двигаться более свободно, чем в мультикристаллической конфигурации. Следовательно, монокристаллические солнечные батареи обеспечивают более высокую эффективность, чем их многокристаллические аналоги. [ 69 ] Углы клеток выглядят обрезанными, как восьмиугольник, потому что материал пластины вырезан из цилиндрических слитков, которые обычно выращиваются в процессе Czochralski . Солнечные панели с использованием ячеек Mono-SI демонстрируют отличительный рисунок маленьких белых алмазов.
Эпитаксиальное кремниевое развитие
[ редактировать ]Эпитаксиальные пластины кристаллического кремния можно выращивать на монокристаллическом кремниевом «семенах» с помощью химического отложения паров (сердечно-сосудистых заболеваний), а затем отсоединенные как самоотверженные пластины некоторой стандартной толщины (например, 250 мкм), которые могут манипулировать и ручными. непосредственно заменена на клетки пластин, вырезанные из монокристаллических слитков кремния. Солнечные элементы, изготовленные с помощью этой «метода" бездомного ", могут иметь эффективность, приближающуюся к эффективности клеток, вырезанных пластин, но при заметно более низкой стоимости, если сердечно-сосудистые заболевания могут быть сделаны при атмосферном давлении в высокопроизводительном процессе. [ 60 ] [ 61 ] Поверхность эпитаксиальных пластин может быть текстурирована для усиления поглощения света. [ 70 ] [ 71 ]
В июне 2015 года сообщалось, что гетеропереходные солнечные элементы, выращенные эпитаксильно на монокристаллических кремниевых пластинах N-типа . [ 72 ]
Поликристаллический кремний
[ редактировать ]Поликристаллические кремниевые или многокристаллические кремниевые (мульти-SI) клетки изготавливаются из литых квадратных слитков-большие блоки расплавленного кремния, тщательно охлажденные и затвердевшие. Они состоят из небольших кристаллов, придающих материалу типичный металлический эффект хлопья . Клетки Polysilicon являются наиболее распространенным типом, используемым в фотоэлектрической форме и являются менее дорогими, но также и менее эффективными, чем те, которые сделаны из монокристаллического кремния.
Ленточный кремний
[ редактировать ]Кремний ленты - это тип поликристаллического кремния - он образуется путем рисования плоских тонких пленок из расплавленного кремния и приводит к поликристаллической структуре. Эти клетки дешевле, чем мульти-SI, из-за значительного сокращения кремниевых отходов, так как этот подход не требует распределения от слитков . [ 73 ] Однако они также менее эффективны.
Моноподобный кремний (MLM)
[ редактировать ]Эта форма была разработана в 2000-х годах и представлена в коммерческой ошибке в 2009 году. Также называется Cast-Mono, этот дизайн использует поликристаллические камеры с небольшими «семенами» моно-материала. Результатом является объемный моноподобный материал, который является поликристаллическим вокруг надличных. При нарезке для обработки внутренние срезы представляют собой высокоэффективные моноподобные ячейки (но квадратные вместо «обрезания»), в то время как внешние края продаются как обычные поли. Этот метод производства приводит к моноподобным клеткам по политическим ценам. [ 74 ]
Тонкая пленка
[ редактировать ]Тонкоплестные технологии уменьшают количество активного материала в ячейке. Большинство конструкций сэндвич активный материал между двумя стеклянными стеклами. Поскольку кремниевые солнечные панели используют только одну панель стекла, тонкие пленочные панели примерно в два раза тяжелее, чем кристаллические кремниевые панели, хотя они оказывают меньшее экологическое воздействие (определено из анализа жизненного цикла ). [ 75 ] [ 76 ]
Кадмий Теллурид
[ редактировать ]Кадмий теллурид является единственным тонким пленком до сих пор, чтобы конкурировать с кристаллическим кремнием в стоимости/ватт. Однако кадмий является высокотоксичным, а поставки теллуриума ( анион : «Теллурид») ограничены. Кадмий , присутствующий в клетках, был бы токсичным, если он высвобождается. Однако высвобождение невозможно во время нормальной работы ячеек и маловероятно во время пожаров в жилых крышах. [ 77 ] Квадратный метр CDTE содержит приблизительно одинаковое количество CD, что и одна никель-кадмиевая батарея с одной C , в более стабильной и менее растворимой форме. [ 77 ]
Медный индий -галлия селенид
[ редактировать ]Селенид медного индий -галлия (CIGS) - это материал с прямой полосой . Он имеет самую высокую эффективность (~ 20%) среди всех коммерчески значимых тонких пленок (см. Sigs Solar Cell ). Традиционные методы изготовления включают в себя вакуумные процессы, включая совместное испарение и распыление. Недавние события в IBM и наносолярные попытки снизить стоимость, используя процессы не Vacuum Roliding. [ 78 ]
Силиконовая тонкая пленка
[ редактировать ]Кремниевые тонкопленочные клетки в основном осаждаются химическим осаждением паров (обычно PE-CVD с плазмой) из газового газа и водорода . В зависимости от параметров осаждения, это может дать аморфный кремний (A-Si или A-Si: H), протокристаллический кремний или нанокристаллический кремний (NC-Si или NC-Si: H), также называемый микрокристаллическим кремнием. [ 79 ]
Аморфный кремний является наиболее хорошо развитой технологией тонкой пленки на сегодняшний день. Солнечный элемент из аморфного кремния (A-SI) изготовлен из некристаллического или микрокристаллического кремния. более высокой мощности Аморфный кремний имеет более высокую полосу (1,7 эВ), чем кристаллический кремний (C-Si) (1,1 эВ), что означает, что он поглощает видимую часть солнечного спектра более сильно, чем инфракрасная часть спектра . Производство тонкопленочных солнечных элементов A-Si использует стекло в качестве субстрата и откладывает очень тонкий слой кремния с помощью химического пары с усилением в плазме (PECVD).
Протокристаллический кремний с малой объемом фракции нанокристаллического кремния оптимально для высокого напряжения открытого круга. [ 80 ] NC-SI имеет примерно ту же зонную полосу, что и C-Si и NC-SI, а A-SI можно преимущественно комбинировать в тонких слоях, создавая слоистую клетку, называемую тандемной ячейкой. Верхняя ячейка в A-SI поглощает видимый свет и оставляет инфракрасную часть спектра для нижней ячейки в NC-SI.
Тонкая пленка галлия арсенида
[ редактировать ]Полупроводниковый материал арсенид галлия (GAAS) также используется для однокристаллических тонкопленочных солнечных элементов. Хотя клетки GaAs очень дороги [ Цитация необходима ] Они держат мировой рекорд в эффективности для солнечного элемента с одним соединением на уровне 28,8%. [ 81 ] Обычно изготовлен на кристаллической кремниевой пластине [ 82 ] 41% С коэффициентом заполнения , перемещаясь к пористую коэффициенту заполнения кремния, может быть увеличен до 56% с потенциально сниженной стоимостью. Использование менее активного материала GAAS путем изготовления нанопроволок является еще одним потенциальным путем к снижению затрат. [ 83 ] GAAS чаще используется в фотоэлектрических клетках с мультисекциями для концентрированных фотоэлектрических лиц (CPV, HCPV) и для солнечных батарей на космическом корабле , поскольку отрасль способствует эффективности затрат на космическую солнечную энергию . Основываясь на предыдущей литературе и некоторого теоретического анализа, есть несколько причин, по которым GAAS обладает такой высокой эффективностью мощности. Во -первых, полосатая полоса GAAS составляет 1,43EV, что почти идеально подходит для солнечных элементов. Во-вторых, поскольку галлий является побочным продуктом плавки других металлов, клетки GaAs относительно нечувствительны к тепло и могут сохранять высокую эффективность, когда температура довольно высока. В -третьих, Gaas имеет широкий спектр вариантов дизайна. Используя GAAS в качестве активного слоя в солнечном элементе, инженеры могут иметь несколько вариантов других слоев, которые могут лучше генерировать электроны и отверстия в GAAS.
Многофакторные ячейки
[ редактировать ]
Клетки с несколькими соединениями состоят из нескольких тонких пленок, каждая из которых по сути, солнечная батарея, выращенная поверх другой, обычно используя эпитаксию металлической пара . Каждый слой имеет различную энергию полосы, чтобы он позволил ему поглощать электромагнитное излучение в разные части спектра. Клетки с несколькими соединениями были первоначально разработаны для специальных применений, таких как спутники и исследование космоса , но в настоящее время все чаще используются в фотоэлектрической форме наземного концентратора (CPV), новой технологии, которая использует линзы и изогнуты Солнечные элементы. Концентрируя солнечный свет до тысячи раз, с высокой концентрационной фотоэлектрическим происхождением (HCPV) потенциал для того, чтобы в будущем обойти обычную солнечную фотоэлектрическую картину. [ 84 ] : 21, 26
Солнечные элементы тандем, основанные на монолитных, сериях, соединенных, индий -фосфиде индий (GAILP), арсенида галлия (GAAS) и германии (GE) P - N, увеличивают продажи, несмотря на давление затрат. [ 85 ] В период с декабря 2006 года по декабрь 2007 года стоимость металла галлиевого галлия выросла с 350 долларов США за кг до 680 долларов за кг. Кроме того, цены на металл в Германии значительно выросли до 1000–1200 долларов за кг в этом году. Эти материалы включают галлия (4n, 6n и 7n ga), мышьяк (4n, 6n и 7n) и германия, тихой нитрид -нитрид пирона (PBN) для растущих кристаллов, и оксид бора, эти продукты имеют решающее значение для всей производства субстратов. [ Цитация необходима ]
Например, ячейка с тройным соединением может состоять из полупроводников: GaAs , GE и GAINP
2 . [ 86 ] В качестве источника мощности голландского четырехкратного четырехкратного World Solar Challenge Solar в 2003, 2005 и 2007 годах использовались солнечные батареи GAAS NUNA в 2003, 2005 и 2007 годах и голландские солнечные автомобили Solutra (2005) , Twente One (2007) и 21Revolution (2009) Полем [ Цитация необходима ] Многообразные устройства на основе GAAS являются наиболее эффективными солнечными элементами на сегодняшний день. 15 октября 2012 года метаморфические клетки с тройным соединением достигли рекордного максимума в 44%. [ 87 ] В 2022 году исследователи из Института солнечных энергетических систем Фраунгофера ISE в Фрейбурге, Германия, продемонстрировали рекордную эффективность солнечных батарей в 47,6% при концентрации солнечного света в 665 раз с солнечным элементом концентратора с четырьмя соединениями. [ 88 ] [ 89 ]
GAINP/SI Солнечные элементы с двойным соединением
[ редактировать ]В 2016 году был описан новый подход для получения гибридных фотоэлектрических пластин, сочетающих высокую эффективность солнечных элементов III-V, с экономикой и богатством опыта, связанного с кремнием. Технические осложнения, связанные с выращиванием материала III-V на кремнии при необходимых высоких температурах, предмете исследования в течение примерно 30 лет, избегают эпитаксиальным ростом кремния на GAAS при низкой температуре с помощью химического отложения паров с усилением в плазме (PECVD) (PECVD) (PECVD) (PECVD) (PECVD) при низкой температуре (PECVD) с усилением в плазме (PECVD) при низкой температуре (PECVD) с усилением в плазме (PECVD) (PECVD) при низкой температуре (PECVD) при низкой температуре (PECVD) при низкой температуре (PECVD) при низкой температуре (PECVD) при низкой температуре (PECVD) с усилением в плазме (PECVD) (PECVD) при низкой температуре (PECVD) Полем [ 90 ]
Солнечные элементы SI с одним соединением широко изучались в течение десятилетий и достигают своей практической эффективности ~ 26% в условиях 1-Sun. [ 91 ] Повышение этой эффективности может потребовать добавления большего количества ячеек с энергией полосы диапазона, превышающей 1,1 эВ в ячейку SI, что позволяет преобразовать коротковолновые фотоны для генерации дополнительного напряжения. Солнечный элемент с двойным соединением с запрещенной зоной 1,6–1,8 эВ в качестве верхней ячейки может снизить потерю термализации, обеспечивать высокую внешнюю радиационную эффективность и достичь теоретической эффективности более 45%. [ 92 ] Тандемная ячейка может быть изготовлена путем выращивания клеток GAINP и SI. Выращивание их отдельно может преодолеть 4% постоянное несоответствие решетки между Si и наиболее распространенными слоями III -V, которые предотвращают прямую интеграцию в одну ячейку. Следовательно, две клетки разделены прозрачным стеклянным слайдом, поэтому несоответствие решетки не вызывает напряжения в системе. Это создает ячейку с четырьмя электрическими контактами и двумя соединениями, которые продемонстрировали эффективность 18,1%. При коэффициенте заполнения (FF) 76,2%нижняя ячейка SI достигает эффективности 11,7%(± 0,4) в тандемном устройстве, что приводит к совокупной эффективности тандемных ячейков 29,8%. [ 93 ] Эта эффективность превышает теоретический предел 29,4% [ 94 ] и запись экспериментальной эффективности солнечного элемента Si 1-Sun, а также выше, чем у устройства GAAS 1-SUN Record-эффективность. Однако использование субстрата GAAS является дорогостоящим и не практичным. Следовательно, исследователи пытаются создать ячейку с двумя точками электрического контакта и одним соединением, который не нуждается в подложке GAAS. Это означает, что будет прямая интеграция GAINP и SI.
Исследования в области солнечных батарей
[ редактировать ]Перовский солнечные элементы
[ редактировать ]Солнечные элементы перовскита являются солнечными элементами, которые включают в себя материал, структурированный перовскитом в качестве активного слоя. Чаще всего это является обработанным раствором гибридным органическим инорганическим олова или на основе галогенида на основе свинца. Эффективность увеличилась с ниже 5% при первом использовании в 2009 году до 25,5% в 2020 году, что делает их очень быстро развивающимися технологиями и горячей темой в области солнечных элементов. [ 95 ] Исследователи из Университета Рочестера сообщили в 2023 году, что значительные дальнейшие улучшения эффективности клеток могут быть достигнуты с помощью эффекта Purcell . [ 96 ]
Прогнозируется, что солнечные элементы перовскита также будут чрезвычайно дешевыми, что делает их очень привлекательным вариантом для коммерциализации. До сих пор большинство типов солнечных элементов перовскита не достигли достаточной операционной стабильности, чтобы быть коммерциализированной, хотя многие исследовательские группы исследуют способы решения этого. [ 97 ] Показано, что энергия и экологическая устойчивость солнечных элементов перовскита и тандема перовскита зависят от структур. [ 98 ] [ 99 ] [ 100 ] Фотонные передние контакты для управления светом могут улучшить производительность клеток перовскита посредством улучшенного поглощения широкополосной связи, обеспечивая лучшую эксплуатационную стабильность из-за защиты от вредного высокоэнергетического (выше видимого) излучения. [ 101 ] Включение свинца токсического элемента в наиболее эффективные солнечные элементы перовскита является потенциальной проблемой для коммерциализации. [ 102 ]
Бифациальные солнечные элементы
[ редактировать ]
С прозрачной задней стороной, двусторонние солнечные элементы могут поглощать свет как с передней, так и с задней стороны. Следовательно, они могут вырабатывать больше электричества, чем обычные монофициальные солнечные элементы. Первый патент на двусторонние солнечные элементы были поданы японским исследователем Хироши Мори в 1966 году. [ 103 ] Позже говорится, что Россия была первой, которая развернула двухфазные солнечные элементы в своей космической программе в 1970 -х годах. [ Цитация необходима ] В 1976 году Институт солнечной энергии Технического университета Мадрида начал исследовательскую программу для разработки двухфазных солнечных элементов во главе с профессором Антонио Луке . Основываясь на патентах США и испанских патентов Luque, была предложена практическая двух двухлетняя ячейка с передней поверхностью в качестве анода и задней поверхности в качестве катода; В ранее сообщенных предложениях и попытках оба лица были анодной, а взаимосвязь между клетками была сложной и дорогой. [ 104 ] [ 105 ] [ 106 ] В 1980 году Андрес Куэвас, аспирант в команде Лука, экспериментально продемонстрировал 50% увеличение выходной мощности двухфазных солнечных элементов, по сравнению с идентично ориентированными и наклонными монофисальными, когда был предоставлен белый фон. [ 107 ] В 1981 году компания Isofoton была основана в Малаге для производства развитых двухфациальных клеток, став первой индустриализацией этой технологии PV -клеток. С начальной производственной мощностью 300 кВт/год двухместных солнечных батарей, ранние достопримечательности производства изофотона были электростанцией 20 кВт в Сан -Агустине де Гуадаликс , построенной в 1986 году для Ибердолы , и установка вне сети к 1988 году в 1988 Noto Gouye Diama ( Senegal ), финансируемый программами международной помощи и сотрудничества Испании .
Из -за снижения производственных затрат компании снова начали производить коммерческие двухдельные модули с 2010 года. К 2017 году в Северной Америке было по меньшей мере восемь сертифицированных производителей ПВ. Международная технологическая дорожная карта для фотоэлектрической карты (ITRPV) предсказала, что доля на мировом рынке двухфазных технологий будет увеличиваться с менее чем 5% в 2016 году до 30% в 2027 году. [ 108 ]
Из -за значительного интереса к двусторонней технологии, недавнее исследование изучило производительность и оптимизацию двухсторонних солнечных модулей по всему миру. [ 109 ] [ 110 ] Результаты указывают на то, что по всему миру двуфатические модули, установленные на земле, могут предлагать только ~ 10% прирост в годовом выходе на электроэнергию по сравнению с монофициальными аналогами для коэффициента наземного альбедо 25% (типичный для бетонных и растительных наземных покрытий). Тем не менее, усиление может быть увеличено до ~ 30% за счет повышения модуля 1 м над землей и повышения коэффициента заземления альбедо до 50%. Sun et al. Также вывели набор эмпирических уравнений, которые могут аналитически оптимизировать двухпрофильные солнечные модули. [ 109 ] Кроме того, есть доказательства того, что двукрасные панели работают лучше, чем традиционные панели в снежных условиях, поскольку двукратные трекеры на двойных осевых трекерах производили на 14% больше электричества в год, чем их монофициальные аналоги и 40% в пиковые зимние месяцы. [ 111 ]
Доступен онлайн -инструмент моделирования для моделирования производительности двухфазных модулей в любом произвольном месте во всем мире. Он также может оптимизировать двухместные модули как функцию угла наклона, азимутального угла и возвышения над землей. [ 112 ]
Промежуточная группа
[ редактировать ]Photovoltaics промежуточной полосы в исследованиях солнечных элементов предоставляет методы превышения ограничения Shockley -quiesser на эффективность клетки. Он вводит энергетический уровень промежуточной полосы (IB) между диапазонами валентности и проводимости. Теоретически, внедрение IB позволяет двум фотонам с энергией меньше, чем полосовая сетка, возбуждать электрон от валентной полосы до полосы проводимости . Это увеличивает индуцированный фототока и, следовательно, эффективность. [ 113 ]
Луке и Марти сначала получили теоретический предел для устройства IB с одним энергетическим уровнем среднего звена, используя подробный баланс . Они предполагали, что в IB не было собрано, и что устройство находилось в полной концентрации. Они обнаружили, что максимальная эффективность составляет 63,2%, для полосовой зоны 1,95V с IB 0,71EV из валентности или полосы проводимости. Под одним солнечным освещением ограничивающая эффективность составляет 47%. [ 114 ] Несколько средств рассматриваются, чтобы реализовать полупроводники IB с такой оптимальной конфигурацией из 3-й диапазоны, а именно посредством инженерии материалов (контролируемое включение примеси глубокого уровня или сплава с высоким показателем) и наноструктуризации (квантовые точки в гетероцисталлах-хозяевах). [ 115 ]
Жидкие чернила
[ редактировать ]В 2014 году исследователи из Калифорнийского института наносистем обнаружили, используя Kesterite и Perrovskite, повышенную эффективность преобразования электроэнергии для солнечных элементов. [ 116 ]
В декабре 2022 года сообщалось, что исследователи MIT разработали солнечные элементы сверхлегкой ткани. Эти ячейки предлагают вес на одном сотом, что у традиционных панелей, генерируя в 18 раз больше энергии на килограмм. Тол более тонкие, чем человеческие волосы, эти клетки могут быть ламинированы на различных поверхностях, таких как лодочные паруса, палатки, брезент или дроны, чтобы расширить их функциональность. Используя чернильные материалы и масштабируемые методы, исследователи покрывают структуру солнечных элементов с помощью печатных электронных чернил, заполняя модуль с помощью электродов с печеночной пехотой . Протестированные на высокопрочной ткани, клетки продуцируют 370 Вт на килограмм, представляя улучшение по сравнению с обычными солнечными элементами. [ 117 ]
Повышение и понижение
[ редактировать ]Photon Upconversion -это процесс использования двух низкоэнергетических ( например , инфракрасных) фотонов для получения одного фотона с более высокой энергией; Нисходящая конверсия - это процесс использования одного высокоэнергетического фотона ( например , Ultraviolet) для получения двух более низких энергетических фотонов. Любой из этих методов может быть использован для получения солнечных элементов с более высокой эффективностью, позволяя использовать солнечные фотоны более эффективно. Трудность, однако, заключается в том, что эффективность преобразования существующих фосфоров, демонстрирующих повышение или понижение, является низкой и обычно является узкой полосой.
Один из технике подъема -включить материалы, связанные с лантаноидом ( ER 3+
, YB 3+
, К 3+
или комбинация), воспользовавшись их люминесценцией для преобразования инфракрасного излучения в видимый свет. Процесс повышения возникает, когда два инфракрасных фотона поглощаются редко-земля, ионами чтобы генерировать (высокоэнергетическую) поглощаемый фотон. В качестве примера, процесс повышения передачи энергии (ETU) состоит в последовательных процессах переноса между возбужденными ионами в ближнем инфракрасном положении. Материал повышения может быть размещен под солнечным элементом для поглощения инфракрасного света, который проходит через кремний. Полезные ионы чаще всего встречаются в трехвалентном состоянии. Эр +
Ионы были наиболее используемыми. Эр 3+
Ионы поглощают солнечное излучение около 1,54 мкм. Два эр 3+
Ионы, которые поглотили это излучение, могут взаимодействовать друг с другом через процесс повышения. Взволнованный ион испускает свет над полосой Si, который поглощается солнечным элементом и создает дополнительную электрон -отверстие, которая может генерировать ток. Тем не менее, повышенная эффективность была небольшой. Кроме того, фторуиндатные очки имеют низкую энергию фонона и были предложены в качестве подходящей матрицы, легированной HO 3+
ионы [ 118 ]
Легкие поглощающие красители
[ редактировать ]Сенсибилизированные красителем солнечные элементы (DSSC) изготовлены из недорогих материалов и не нуждаются в тщательно продуманном производственном оборудовании, поэтому их можно сделать в стиле DIY . В объеме это должно быть значительно дешевле, чем более старые составные конструкции. DSSC могут быть спроектированы в гибкие листы, и, хотя его эффективность преобразования меньше, чем лучшие тонкоплентные ячейки , его соотношение цены/производительности может быть достаточно высоким, чтобы позволить им конкурировать с электрическим генерацией ископаемого топлива .
Как правило, рутения металлоорганический краситель (RU-центрированный) используется в качестве монослоя светопоглощающего материала, который адсорбируется на тонкую пленку диоксида титана . Солнечный элемент, чувствительный к красителю, зависит от этого мезопористого слоя наночастного диоксида титана (TIO 2 ), чтобы значительно усилить площадь поверхности (200–300 М 2 /g дядя
2 , по сравнению с приблизительно 10 м 2 /g плоского монокристаллического), который позволяет увеличить количество красителей на область солнечной батареи (которая в терминах увеличивает ток). Фотогенерированные электроны из красителя поглощающего света передаются в тио N-типа
2 и отверстия поглощаются электролитом на другой стороне красителя. Схема завершается окислительно -восстановительной парой в электролите, которая может быть жидкостью или твердым. Этот тип ячейки обеспечивает более гибкое использование материалов и обычно изготавливается с помощью трафаретной печать или ультразвуковых сопла , с потенциалом для более низких затрат на обработку, чем те, которые используются для объемных солнечных элементов. Тем не менее, красители в этих клетках также страдают от деградации при нагревании и ультрафиолетового света, а корпус клеток трудно запечатать из -за растворителей, используемых в сборке. По этой причине исследователи разработали чувствительные к твердотельному красителю солнечные элементы, которые используют твердый электролит, чтобы избежать утечки. [ 119 ] Первая коммерческая доставка солнечных модулей DSSC произошла в июле 2009 года от G24i Innovations. [ 120 ]
Квантовые точки
[ редактировать ]Квантовые точечные солнечные элементы (QDSC) основаны на клеточной клетке Gratzel или к красите архитектуру солнечных батарей но используют с низкой полосой разрывов низкопроводнические наночастицы , изготовленные с достаточно небольшими размерами кристаллитов для формирования квантовых точек например CDS , чувствительном ( ,
2 с
3 , PBS и т. Д.), Вместо органических или органометаллических красителей в качестве поглотителей света. Из -за токсичности, связанной с соединениями на основе CD и PB, в разработке также существует ряд «зеленых» материалов для сенсибилизации QD (таких как Cuins 2, Cuinse 2 и Cuinses). [ 121 ] Квантование размера QD позволяет настраиваться на полосовую плату, просто изменяя размер частиц. Они также имеют высокие коэффициенты вымирания и показали возможность множественной генерации экситонов . [ 122 ]
В QDSC мезопористый слой наночастиц диоксида титана образует основу клетки, как в DSSC. Этот тио
2 слоя можно сделать фотоактивным, покрывая полупроводниковыми квантовыми точками с использованием химического осаждения ванны , электрофоретического осаждения или последовательного адсорбции и реакции ионного слоя. Затем электрическая схема завершается с помощью жидкой или твердой окислительно -восстановительной пары . Эффективность QDSCS увеличилась [ 123 ] более 5% показано для обоих жидких соединений [ 124 ] и клетки твердого состояния, [ 125 ] с сообщенной пиковой эффективностью 11,91%. [ 126 ] Стремясь снизить производственные затраты, Prashant Kamat исследовательская группа [ 127 ] продемонстрировал солнечную краску, сделанную с Tio
2 и CDSE, которые могут быть применены с использованием одноэтапного метода на любую проводящую поверхность с эффективностью более 1%. [ 128 ] Однако поглощение квантовых точек (КТ) в QDSCs слаб при комнатной температуре. [ 129 ] Плазмонные наночастицы могут быть использованы для устранения слабого поглощения КТ (например, наностаров). [ 130 ] Добавление внешнего инфракрасного источника насоса для возбуждения внутрибанд и межбандного перехода QD является еще одним решением. [ 129 ]
Органические/полимерные солнечные элементы
[ редактировать ]Органические солнечные батареи и полимерные солнечные батареи построены из тонких пленок (обычно 100 нм) органических полупроводников , включая полимеры, таких как полифенилен Винилен и мелкомолекулярные соединения, такие как медные фталоцианин (синий или зеленый органический пигмент) и углеродистые и полнофункрены такие как pCBM .
Они могут быть обработаны из жидкого раствора, предлагая возможность простого процесса печати рулона, потенциально приводящего к недорогому, крупномасштабному производству. Кроме того, эти ячейки могут быть полезны для некоторых применений, где важны механическая гибкость и одноразовая способность. Текущая эффективность клеток, однако, очень низкая, а практические устройства по сути не существуют.
Эффективность преобразования энергии, достигнутая на сегодняшний день, с использованием проводящих полимеров очень низкая по сравнению с неорганическими материалами. Тем не менее, Power Power Power Power Power достиг эффективности 8,3% [ 131 ] и органические тандемные клетки в 2012 году достигли 11,1%. [ Цитация необходима ]
Активная область органического устройства состоит из двух материалов, одного донора электронов и одного акцептора электронов. Когда фотон преобразуется в пару электронных отверстий, обычно в донорском материале, заряды, как правило, остаются связанными в виде экситона , разделяя, когда экситон диффундирует на границе раздела донор-акцептор, в отличие от большинства других типов солнечных элементов. Короткие длина диффузии экситонов большинства полимерных систем имеют тенденцию ограничивать эффективность таких устройств. Наноструктурированные интерфейсы, иногда в форме объемных гетеропереходов, могут повысить производительность. [ 132 ]
В 2011 году исследователи из MIT и штата Мичиган разработали солнечные батареи с эффективностью мощности, близкой к 2% с прозрачностью человека, более 65%, достигнутой путем избирательного поглощения ультрафиолетовых и ближних инфракрасных частей спектра с малых молекулярными соединениями. Полем [ 133 ] [ 134 ] Исследователи в UCLA недавно разработали аналогичный полимерный солнечный элемент, следуя тому же подходу, который на 70% прозрачна и имеет 4% эффективность конверсии мощности. [ 135 ] [ 136 ] [ 137 ] Эти легкие, гибкие ячейки могут быть получены оптом по низкой стоимости и могут использоваться для создания окна, генерирующих мощность.
В 2013 году исследователи объявили полимерные клетки с некоторой эффективностью 3%. Они использовали блок-сополимеры , самооборные органические материалы, которые докладываются в различных слоях. Исследование было сосредоточено на P3HT-B-PFTBT, которое разделяется на полосы шириной около 16 нанометров. [ 138 ] [ 139 ]
Адаптивные клетки
[ редактировать ]Адаптивные клетки изменяют их характеристики поглощения/отражения в зависимости от условий окружающей среды. Адаптивный материал реагирует на интенсивность и угол падающего света. В той части клетки, где свет наиболее интенсивна, клеточная поверхность изменяется от отражающей в адаптивную, позволяя свету проникать в ячейку. Другие части клетки остаются отражающими, увеличивая удержание поглощенного света в клетке. [ 140 ]
В 2014 году была разработана система, которая объединила адаптивную поверхность со стеклянной подложкой, которая перенаправляет поглощенную на поглотитель света по краям листа. Система также включает в себя массив фиксированных линз/зеркал для концентрации света на адаптивной поверхности. Поскольку день продолжается, концентрированный свет движется вдоль поверхности ячейки. Эта поверхность переключается от отражающего на адаптивное, когда свет наиболее концентрируется, и обратно на отражающееся после движения света. [ 140 ]
Поверхностная текстурирование
[ редактировать ]
В течение последних лет исследователи пытались снизить цену солнечных элементов, максимизируя эффективность. Тонкопленочная солнечная батарея является экономически эффективным солнечным элементом второго поколения с значительной пониженной толщиной за счет эффективности поглощения света. Были предприняты усилия по максимизации эффективности поглощения света с уменьшенной толщиной. Поверхностная текстурирование является одним из методов, используемых для уменьшения оптических потерь, чтобы максимизировать поглощение света. В настоящее время методы поверхностного текстурирования на кремниевой фотоэлектрической фотоэлектрике привлекают много внимания. Текстурирование поверхности может быть сделано несколькими способами. Требительный монокристаллический кремниевый субстрат может производить случайно распределенные квадратные пирамиды на поверхности, используя анизотропные травления. [ 141 ] Недавние исследования показывают, что пластины C-Si могут быть запечатлены для формирования наномасштабных инвертированных пирамид. Многокристаллические кремниевые солнечные элементы, благодаря более низкому кристаллографическому качеству, менее эффективны, чем солнечные элементы монокристаллических солнечных элементов, но солнечные элементы MC-SI все еще широко используются из-за меньших трудностей для производства. Сообщается, что многокристаллические солнечные элементы могут быть поверхностными текстами для получения эффективности преобразования солнечной энергии, сопоставимой с эффективностью монокристаллических кремниевых клеток с помощью изотропного травления или методов фотолитографии. [ 142 ] [ 143 ] Падающие светильники на текстурированную поверхность не отражаются обратно в воздух, в отличие от лучей на плоской поверхности. Скорее световые лучи снова отскакиваются на другую поверхность из -за геометрии поверхности. Этот процесс значительно повышает эффективность преобразования электроэнергии в результате повышенного поглощения света. Этот эффект текстуры, а также взаимодействие с другими интерфейсами в PV -модуле представляет собой сложную задачу оптического моделирования. Особенно эффективным методом моделирования и оптимизации является формализм Optos . [ 144 ] В 2012 году исследователи из MIT сообщили, что пленки C-Si, текстурированные с наноразмерными перевернутыми пирамидами, могут достичь поглощения света, сравнимого с в 30 раз толще плоской плоской C-Si. [ 145 ] В сочетании с анти-рефлексивным покрытием метод текстурирования поверхностного текста может эффективно улавливать световые лучи в тонкопременном кремниевом солнечном элементе. Следовательно, необходимая толщина солнечных элементов уменьшается с увеличением поглощения световых лучей.
Инкапсуляция
[ редактировать ]Солнечные элементы обычно инкапсулируют в прозрачную полимерную смолу для защиты деликатных областей солнечных элементов для вступления в контакт с влажностью, грязью, льдом и другими условиями, ожидаемыми либо во время работы, либо при использовании на открытом воздухе. Инкапсулянты обычно изготавливаются из поливинилацетата или стекла. Большинство инкапсулянтов равномерны по структуре и составу, что увеличивает сборы света из -за захвата света при полном внутреннем отражении света в смоле. Было проведено исследование, чтобы структурировать инкапсулянт, чтобы обеспечить дальнейшую коллекцию света. Такие инкапсулянты включали шероховатые стеклянные поверхности, [ 146 ] дифрактивные элементы, [ 147 ] призму массивы, [ 148 ] воздушные призмы, [ 149 ] V-Gooves, [ 150 ] диффузные элементы, а также многонаправленные волноводы. [ 151 ] Массивы PRISM показывают общее увеличение общей конверсии солнечной энергии на 5%. [ 149 ] Массивы вертикально выровненных широкополосных волноводов обеспечивают увеличение на 10% при нормальной частоте, а также широкоугольное улучшение сбора до 4%, [ 152 ] с оптимизированными конструкциями, дающими до 20% увеличения тока короткого замыкания. [ 153 ] Активные покрытия, которые превращают инфракрасный свет в видимый свет, показали увеличение на 30%. [ 154 ] Наночастицы покрытия, вызывающие плазмонную рассеяние света, увеличивают широкоугольную эффективность преобразования до 3%. Оптические структуры также были созданы в инкапсуляционных материалах, чтобы эффективно «раскрыть» металлические передние контакты. [ 155 ] [ 156 ]
Автономное обслуживание
[ редактировать ]Разрабатываются новые механизмы самоочищения солнечных батарей. Например, в 2019 году с помощью с влажным химически прокраженных нанопроворок и гидрофобного покрытия на капель поверхностных вод могут удалить 98% частиц пыли, что может быть особенно актуально для применений в пустыне. [ 157 ] [ 158 ]
В марте 2022 года исследователи из MIT объявили о разработке безводной системы очистки для солнечных батарей и зеркал для решения проблемы накопления пыли, которая может снизить выработку солнечной энергии до 30 процентов за один месяц. Эта система использует электростатическое отталкивание , чтобы отделить частицы пыли от поверхности панели, устраняя необходимость в воде или щетке. Электрический заряд, придающийся частицам пыли, передавая простой электрод на панель, приводит к тому, что их отталкивает заряд, применяемый к самой панели. Система может быть автоматизирована с использованием основного электродвигателя и направляющих рельсов. [ 159 ]
Производство
[ редактировать ]В этом разделе нужны дополнительные цитаты для проверки . ( Июнь 2014 г. ) |
Солнечные элементы имеют некоторые из тех же методов обработки и производства, что и другие полупроводниковые устройства. Тем не менее, строгие требования к чистоте и контролю качества полупроводникового изготовления более расслаблены для солнечных элементов, снижая затраты.
Поликристаллические кремниевые пластины изготовлены путем проводки блокновых слитков кремния в 180-350 микрометрах. Платы обычно легкомысленно -тип -типа. Поверхностная диффузия легированных приставок n-типа выполняется на передней стороне пластины. Это образует AP -N -соединение на несколько сотен нанометров ниже поверхности.
Антирефлекционные покрытия затем обычно применяются для увеличения количества света, связанного с солнечной батареей. Нитрид кремния постепенно заменял диоксид титана в качестве предпочтительного материала из -за его превосходных качеств пассивации поверхности. Он предотвращает рекомбинацию носителя на клеточной поверхности. Слой толщиной в несколько сотен нанометров применяется с использованием химического отложения паров с усиленным в плазме . Некоторые солнечные элементы имеют текстурированные передние поверхности, которые, как и антирефлекционные покрытия, увеличивают количество света, достигающего пластины. Такие поверхности были впервые применены к однокристаллическому кремнию, за которым последовал многокристаллический кремний несколько позже.
Полный металлический контакт составлен на задней поверхности, а металлический контакт, похожий на сетку, состоящий из мелких «пальцев» и больших «шины», напечатана на передней поверхности с помощью серебряной пасты. Это эволюция так называемого «влажного» процесса применения электродов, впервые описанных в патенте США, поданном в 1981 году Bayer AG . [ 160 ] Задний контакт образуется путем печати металлической пасты, обычно алюминий. Обычно этот контакт охватывает всю заднюю часть, хотя в некоторых конструкциях используется рисунок сетки. Затем пасту стреляют при нескольких сотнях градусов по Цельсию, чтобы сформировать металлические электроды в омическом контакте с кремнием. Некоторые компании используют дополнительную стадию гальванизации для повышения эффективности. После того, как металлические контакты устанавливаются, солнечные элементы взаимосвязаны плоскими проводами или металлическими лентами и собирают в модули или «солнечные батареи». Солнечные панели имеют лист закаленного стекла спереди и полимерная инкапсуляция на задней панели.
Различные типы производства и утилизации частично определяют, насколько эффективно оно в уменьшении выбросов и имеет положительный эффект окружающей среды. [ 43 ] Такие различия и эффективность могут быть количественно определены [ 43 ] для производства наиболее оптимальных типов продуктов для разных целей в разных регионах по времени.
Производители и сертификация
[ редактировать ]![]() | Этот раздел должен быть обновлен . ( Ноябрь 2021 г. ) |
Национальные лабораторные проверки возобновляемой энергии и подтверждают солнечные технологии. Три надежные группы сертифицируют солнечное оборудование: UL и IEEE (оба стандарта США) и МЭК [ Цитация необходима ] .
Специальный отчет IEA . в 2022 году подчеркивает доминирование Китая в отношении сети поставок Solar PV , при этом инвестиции превышают 50 миллиардов долларов США, а с 2011 года - около 300 000 рабочих мест. Китай командует более 80% всех стадий производства для солнечных батарей Этот контроль резко сократил затраты, но также привел к таким проблемам, как дисбаланс по запросу и ограничения производства Polysilicon . Тем не менее, стратегическая политика Китая снизила затраты на солнечную фотоэлектрическую энергию более чем на 80%, увеличив глобальную доступность. В 2021 году солнечный экспорт PV в Китае составил 30 миллиардов долларов США. [ 162 ]
Встреча с мировыми энергетическими и климатическими целями требует значительного расширения в производстве солнечного фотоэлектрического фото, нацеленного на более чем 630 ГВт к 2030 году в соответствии с «Дорожной картой МЭА» к чистому нулевым выбросам к 2050 году ». Доминирование Китая, контролируя почти 95% ключевых солнечных фотоэлектрических компонентов и 40% производства мирового полисиликона в Синьцзяне, представляет риски нехватки предложения и увеличения затрат. Критический спрос на минерал, такой как серебро, может превышать 30% от мирового производства 2020 года к 2030 году. [ 162 ]
В 2021 году доля Китая в производстве солнечных фотоэлектрических модулей достигла приблизительно 70%, что увеличилось по сравнению с 50%в 2010 году. Другие ключевые производители включали Вьетнам (5%), Малайзию (4%), Корею (4%) и Таиланд (2% ), с большей частью их производственных мощностей, разработанных китайскими компаниями, нацеленными на экспорт, в частности, в Соединенные Штаты. [ 162 ]
Китай
[ редактировать ]По состоянию на сентябрь 2018 года в Китае было сделано шестьдесят процентов мировых солнечных фотоэлектрических модулей. [ 163 ] По состоянию на май 2018 года крупнейшее фотоэлектрическое растение в мире расположено в пустыне Тенггера в Китае. [ 164 ] В 2018 году Китай добавил больше фотоэлектрической установленной мощности (в ГВт), чем следующие 9 стран вместе взятых. [ 165 ] В 2021 году доля Китая в производстве солнечных фотоэлектрических модулей достигла приблизительно 70%. [ 162 ]
В первой половине 2023 года производство фотоэлектрических модулей в Китае превышало 220 ГВт, что составило увеличение более чем на 62% по сравнению с тем же периодом в 2022 году. Доля 77,8%. [ 166 ]
Вьетнам
[ редактировать ]В 2022 году Вьетнам был вторым по величине производителем фотоэлектрических модулей, только за Китаем, с его производственными мощностями увеличивались до 24,1 ГВт, что составляет значительное увеличение на 47% по сравнению с 16,4 ГВт в 2021 году. Вьетнам приходится на 6,4% мирового фотоэлектрического производства. Полем [ 166 ]
Малайзия
[ редактировать ]В 2022 году Малайзия была третьим по величине производителем фотоэлектрических модулей с производственной мощностью 10,8 ГВт, составляя 2,8% глобального производства. Это поставило его за Китай, который доминировал с 77,8%, и Вьетнам, что составило 6,4%. [ 166 ]
Соединенные Штаты
[ редактировать ]Производство солнечной энергии в США удвоилось с 2013 по 2019 год. [ 167 ] Это было обусловлено первым по цене качественного кремния, [ 168 ] [ 169 ] [ 170 ] а позже просто по глобальному погружению стоимости фотоэлектрических модулей. [ 164 ] [ 171 ] В 2018 году США добавили 10,8 ГВт установленной солнечной фотоэлектрической энергии, увеличившись на 21%. [ 165 ]
Латинская Америка : Латинская Америка стала перспективной регионом для развития солнечной энергии в последние годы, с более чем 10 ГВт установки в 2020 году. Рынок солнечного батареи в Латинской Америке был обусловлен обильными солнечными ресурсами, падением затрат, конкурентными аукционами и растущим электричеством требовать. Некоторые из ведущих стран солнечной энергии в Латинской Америке - Бразилия, Мексика, Чили и Аргентина. Тем не менее, солнечный рынок в Латинской Америке также сталкивается с некоторыми проблемами, такими как политическая нестабильность, пробелы в финансировании и узкие места передачи власти. [ Цитация необходима ]
Ближний Восток и Африка : в последние годы на Ближнем Востоке и Африке также наблюдались значительный рост в развертывании солнечной энергии, с более чем 8 ГВт установки в 2020 году. Рынок солнечного батареи на Ближнем Востоке и Африке был обусловлен недорогим поколением. Солнечная энергия, диверсификация источников энергии, борьба с изменением климата и электрификацией сельских районов мотивирована. Некоторые из известных стран для солнечной энергии на Ближнем Востоке и Африке - Саудовская Аравия, Объединенные Арабские Эмираты, Египет, Марокко и Южная Африка. Тем не менее, солнечный рынок на Ближнем Востоке и Африке также сталкивается с несколькими препятствиями, включая социальные беспорядки, неопределенность регулирования и технические барьеры. [ 172 ]
Материалы
[ редактировать ]![]() | Этот раздел нуждается в расширении . Вы можете помочь, добавив к этому . ( Ноябрь 2021 г. ) |
Как и многие другие технологии генерации энергии, производство солнечных элементов, особенно его быстрое расширение, имеет много последствий для окружающей среды и цепочки поставок. Глобальная добыча может адаптироваться и потенциально расширяться для поиска необходимых минералов, которые варьируются на тип солнечного элемента. [ 173 ] [ 174 ] Утилизация солнечных батарей может быть источником материалов, которые в противном случае необходимо добываться. [ 43 ]
Утилизация
[ редактировать ]Солнечные элементы со временем разлагаются и теряют свою эффективность. Солнечные элементы в экстремальном климате, такие как пустыня или полярность, более подвержены деградации из -за воздействия резкого ультрафиолетового света и снежных нагрузок соответственно. [ 175 ] Обычно солнечным панелям дается продолжительность жизни 25–30 лет до того, как они выведут из эксплуатации. [ 176 ]
Международное агентство по возобновляемой энергии подсчитало, что количество электронных отходов солнечной батареи , полученных в 2016 году, составило 43 500–250 000 метрических тонн. По оценкам, это число значительно увеличится к 2030 году, достигнув предполагаемого объема отходов 60–78 млн. Метрических тонн в 2050 году. [ 177 ]
Переработка
[ редактировать ]Наиболее широко используемыми солнечными элементами на рынке являются кристаллические солнечные элементы. Продукт действительно подлежит переработке, если он может собирать снова. В Парижском соглашении 2016 года 195 стран согласились сократить свои выбросы углерода, отключая свое внимание от ископаемого топлива и к источникам возобновляемых источников энергии. Благодаря этому солнечная энергия станет основным вкладчиком производства электроэнергии по всему миру. Таким образом, после окончания их жизненного цикла будет множество солнечных панелей. Фактически, многие исследователи по всему миру выразили свою обеспокоенность по поводу поиска способов использовать кремниевые клетки после переработки. [ 178 ] [ 179 ] [ 180 ] [ 181 ]
Кроме того, эти клетки имеют опасные элементы/соединения, включая свинец (PB), кадмий (CD) или сульфид кадмия (CDS), селен (SE) и бариум (BA) в качестве легированных пинтов, кроме ценностного кремния (SI), алюминия (BA). Al), серебро (Ag) и медь (Cu). Вредные элементы/соединения, если не утилизируются с надлежащей техникой, могут оказывать сильное вредное влияние на жизнь человека и дикую природу. [ 182 ]
Переработка
Существуют различные способы переработки C-Si. В основном используются методы теплового и химического разделения. Это происходит на два этапа [ 183 ]
- Разделение солнечных элементов: в термической расслоении этилен винилацетат (EVA) удаляется, и материалы, такие как стекло, Tedlar®, алюминиевая рама, сталь, медь и пластмассы, разделены;
- Очищение поверхности фотоэлектрических элементов: нежелательные слои (антирефекционный слой, металлическое покрытие и полупроводник P - N удаляются из кремниевых солнечных элементов, отделенных от PV -модулей; В результате кремниевый субстрат, подходящий для повторного использования, может быть восстановлен.
Обращение
Ученые провели исследование, чтобы увидеть, насколько эффективно были сделаны солнечные батареи из гибридов Nanosilicon и Nanosilicon/Graphite. [ 182 ] Методы эксперимента состоят из
1. Восстановление фотоэлектрических ячеек из фотоэлектрического модуля в конце срока службы -это запатентованная техника, где солнечные панели деконструируются, и каждый материал очищается отдельно.
2. Очистка сломанных фотоэлектрических ячеек - 40 г сломанных фотоэлектрических ячеек помещали в стеклянную бутылку из 500 мл, которая содержала 20% КОН (оксид калия). Тепловая обработка этого водного раствора проводилась при 80 ° С в течение 0,5 часа. Все металлы и другие примеси растворяли в растворе 20% KOH, а твердый PV -кремний осаждали в качестве осадка. Твердый PV высушивал в вакууме и был получен 32 г переработанного кремния без примесей.
3. Преобразование очищенного кремния, переработанного PV, в наносиликон и гибридную производство наносиликона/графита - использовалась крупномасштабная планетарная шаровая мельница (Pulverisette P5 5/4 Classic Line). Без примеси PV-рециркуляционные ячейки/кремний загружали в фрезерный контейнер из нержавеющей стали вместе с пятью закаленными стальными шариками (диаметр 25,4 мм). Образец срывался со скоростью вращения 160 об / мин в течение 15 ч при комнатной температуре под атмосферой аргона 300 кПа. Во время высокоэнергетического шарикового фрезерования размер частиц был уменьшен до уровня нанометра (<100 нм). Тот же процесс был использован для получения гибрида PV Nano-Si/Graphite, за исключением коммерческого графитового порошка (Product-282863, Sigma-Aldrich, порошок <20 мкМ, синтетический), который был добавлен с восемью закаленными стальными шариками. Смесь фрезеровали со скоростью вращения 160 об / мин в течение 20 ч при комнатной температуре под атмосферой аргона 300 кПа. Был получен гибрид PV Nano-Si/Graphite с весовым соотношением 5 мас.% PV Nano-Si и 95 мас.%.
Полученный электрод PV Nano-Si/графит показал превосходную циклическую стабильность с удержанием высокой емкости даже после длительных 600 циклов. Эти результаты доказали, что кремний может быть легко преобразован в гибриды Nano-Si/Graphite и собран в фотоэлектрические модули и может работать с той же эффективностью, что и модуль C-Si.
Проблемы
На рынке много разных фотоэлектрических модулей, которые имеют разные композиции. Таким образом, трудно иметь общий процесс разбивки фотоэлектрических ячеек. Кроме того, переработчики должны выполнять контроль качества, что невозможно, если различные фотоэлектрические модули должны быть переработаны. Существуют также различные применения чистого SI за пределами солнечной батареи, и у переработчиков может быть соблазн продать там, если они получат более высокую ценность для продукта. [ 184 ]
Другие вопросы, на которые нужно ответить [ 185 ]
- Кому переработчики продают восстановленные модули, компоненты и/или материалы?
- Каковы затраты на различные сценарии утилизации?
- Расположение средств для переработки?
- Будут ли мобильные средства переработки иметь больше смысла перед централизованными?
- Какая инфраструктура должна быть установлена для сбора модулей отходов?
- Что касается политики, основные вопросы - следующие:
- Кто должен заплатить за переработку модуля отходов?
Первый завод по переработке солнечной панели открылся в Руссете, Франция, в 2018 году. Он должен был переработать 1300 тонн солнечных панелей в год и может увеличить свою мощность до 4000 тонн. [ 186 ] [ 187 ] [ 188 ] Если утилизация обусловлена только рыночными ценами, а не экологическими нормами, экономические стимулы для утилизации остаются неопределенными, и по состоянию на 2021 год воздействие на окружающую среду различных типов развитых методов утилизации все еще необходимо определить количественно. [ 43 ]
Смотрите также
[ редактировать ]- Аномальный фотоэлектрический эффект
- Автономное здание
- Черный кремний
- Электродвижущая сила (солнечный элемент)
- Энергетическое развитие
- Устойчивое развитие
- Гибкий субстрат
- Зеленая технология
- Горячая точка (Photovoltaics)
- Струйный солнечный элемент
- Список типов солнечных элементов
- Список солнечных двигателей
- Максимальное отслеживание точек питания
- Металлургический кремний
- Микрогенерация
- Нанофляк
- Фотоэлектрическая
- P - N Junction
- Плазмонный солнечный элемент
- Печатная электроника
- Квантовая эффективность
- Возобновляемая энергия
- Обработка рулона
- Шокли-Книссер лимит
- Солнечные исследования
- Солнечные энергетические материалы и солнечные элементы (журнал)
- Солнечное модуль обеспечение качества
- Солнечная крыша
- Солнечная черепица
- Солнечный трекер
- Спектрофотометрия
- Стандартизация#Охрана окружающей среды
- Теория солнечных батарей
- Термофотоволтаика
- Переменная возобновляемая энергия
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Солнечные элементы . ChemistryExplaide.com
- ^ Специальный отчет о Solar PV Global Chains (PDF) . Международное энергетическое агентство. Август 2022 года.
- ^ «Солнечные элементы - производительность и → использование» . Солярботический S.NET .
- ^ Al-Ezzi, Athil S.; Ансари, Мохамед Найнар М. (8 июля 2022 г.). «Фотоэлектрические солнечные элементы: обзор» . Прикладная система инновации . 5 (4): 67. doi : 10.3390/asi5040067 . ISSN 2571-5577 .
- ^ Коннорс, Джон (21–23 мая 2007 г.). «На тему солнечных транспортных средств и преимущества технологии». Международная конференция 2007 года по чистой электрической энергии . Капри, Италия. С. 700–705. doi : 10.1109/iccep.2007.384287 .
- ^ Jump up to: а беременный в Arulious, Jora A; Earlina, D; Хариш, D; Sakthi Priya, P; Inba Rexy, A; Нэнси Мэри, JS (1 ноября 2021 г.). «Проектирование электромобиля с солнечным энергопотреблением» . Журнал физики: серия конференций . 2070 (1): 012105. BIBCODE : 2021JPHCS2070A2105A . doi : 10.1088/1742-6596/2070/1/012105 . ISSN 1742-6588 .
- ^ «Технологическая дорожная карта: солнечная фотоэлектрическая энергия» (PDF) . IEA. 2014. Archived (PDF) из оригинала 1 октября 2014 года . Получено 7 октября 2014 года .
- ^ «Тенденции ценообразования фотоэлектрических систем-исторические, недавние и краткосрочные прогнозы, издание 2014 года» (PDF) . Нрел. 22 сентября 2014 г. с. 4. Архивированный (PDF) из оригинала 26 февраля 2015 года.
- ^ Jump up to: а беременный «Документирование десятилетия снижения стоимости для фотоэлектрических систем» . Национальная лаборатория возобновляемой энергии (NREL) . Получено 3 июня 2021 года .
- ^ Marques Lameirinhas, Ricardo A.; Н. Торрес, Жоу Паулу; де Мело Кунха, Жоао П. (2022). «Обзор фотоэлектрических технологий: история, основы и приложения» . Энергии . 15 (5): 1823. doi : 10.3390/en15051823 .
- ^ Геворкиан, Питер (2007). Устойчивая энергетическая инженерная инженерия: полный ресурс проектирования зеленых зданий . McGraw Hill Professional. ISBN 978-0-07-147359-0 .
- ^ «Юлиус (Иоганн Филипп Людвиг) Эльстер: 1854 - 1920» . Приключения в киберзащине . Архивировано из оригинала 8 марта 2011 года . Получено 15 октября 2016 года .
- ^ «Нобелевская премия по физике 1921: Альберт Эйнштейн» , Официальная страница Нобелевской премии.
- ^ Lashkaryov, VE (2008). «Исследование барьерного слоя методом термозота» (PDF) . Укр. J. Phys 53 (Специальный выпуск): 53–56. ISSN 2071-0194 . Архивировано из оригинала (PDF) 28 сентября 2015 года. Перевод и переиздан из IZV. Акад. Nauk Sssr , Ser. Физ. 5 , № 4–5, с. 442–446 (1941)
- ^ "Светочувствительное устройство" Патент на США 2 402 662 Дата выпуска: июнь 1946 г.
- ^ Lehovec, K. (15 августа 1948 г.). «Фотоволтайский эффект». Физический обзор . 74 (4): 463–471. Bibcode : 1948 Phrv ... 74..463L . doi : 10.1103/physrev.74.463 .
- ^ Лау, WS (октябрь 2017 г.). «Введение в мир полупроводников» . Технология Front-End ULSI: охватывающая от первой полупроводниковой бумаги до технологии CMOS FINFET . п. 7. doi : 10.1142/10495 . ISBN 978-981-322-215-1 .
- ^ «25 апреля 1954 года: Bell Labs демонстрирует первый практический кремниевый солнечный элемент» . APS News . 18 (4). Американское физическое общество. Апрель 2009 г.
- ^ Цокос, Ка (28 января 2010 г.). Физика для диплома IB Полный цвет . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-13821-5 .
- ^ Гарсия, Марк (31 июля 2017 г.). «Международная космическая станция солнечные батареи» . НАСА . Архивировано с оригинала 17 июня 2019 года . Получено 10 мая 2019 года .
- ^ Дэвид, Леонард (4 октября 2021 г.). «Роботизированная космическая плоскость ВВС X- 37B Livescience . Получено 6 ноября 2021 года .
- ^ Дэвид, Леонард (3 ноября 2021 г.). «Время космической солнечной энергии может наконец наступить» . Space.com . Получено 6 ноября 2021 года .
- ^ Перлин 1999 , с. 50
- ^ Jump up to: а беременный Перлин 1999 , с. 53
- ^ Jump up to: а беременный Уильямс, Невилл (2005). Погоня за солнцем: солнечные приключения по всему миру . Издатели нового общества . п. 84 ISBN 9781550923124 .
- ^ Джонс, Джеффри; Bouamane, Loubna (2012). «Сила от солнечного света»: деловая история солнечной энергии (PDF) . Гарвардская школа бизнеса . С. 22–23.
- ^ Перлин 1999 , с. 54
- ^ Национальный научный фонд: краткая история , глава IV, NSF 88-16, 15 июля 1994 г. (получено 20 июня 2015 г.)
- ^ Herwig, Lloyd O. (1999). «Черри Хилл пересмотрен: фоновые явления и статус фотоэлектрических технологий». Национальный центр фотоэлектрических лиц (NCPV) 15 -я просмотр программы . Тол. 462. с. 785. Bibcode : 1999aipc..462..785h . doi : 10.1063/1,58015 .
- ^ Deyo, JN; Brandhorst, HW Jr.; Forestieri, AF (15–18 ноября 1976 г.). Статус проекта фотоэлектрических тестов и приложений ERDA/НАСА . 12 -й фотоэлектрический специалисты IEEE Conf.
- ^ «Многонациональные соединения, которые делают то, что где-то» . Новый ученый . Тол. 84, нет. 1177. Reed Business Information. 18 октября 1979 года. ISSN 0262-4079 . [ Постоянная мертвая ссылка ]
- ^ «Солнечные (фотоэлектрические) цены панели против совокупной мощности» . OreWorldIndata.org . 2023. Архивировано из оригинала 29 сентября 2023 года . Farmer & Lafond (2016); Международное агентство по возобновляемой энергии (Ирена).
- ^ Ю, Пэн; Ву, Цзян; Лю, избью; Xiong, Цзе; Ягадиш, Ченнупати; Ван, Жиминг М. (1 декабря 2016 г.). «Дизайн и изготовление кремниевых нанопроволок в направлении эффективных солнечных элементов» (PDF) . Нано сегодня . 11 (6): 704–737. doi : 10.1016/j.nantod.2016.10.001 .
- ^ «Американская солнечная фотоэлектрическая система системы системы: Q1 2018» (PDF) (PDF). Национальная лаборатория возобновляемой энергии (NREL). п. 26 Получено 3 июня 2021 года .
- ^ «Американская солнечная фотоэлектрическая система и эталоны затрат на хранение энергии: Q1 2020» (PDF) (PDF). Национальная лаборатория возобновляемой энергии (NREL). п. 28 Получено 3 июня 2021 года .
- ^ «Sunny Uplands: альтернативная энергия больше не будет альтернативой» . Экономист . 21 ноября 2012 года . Получено 28 декабря 2012 года .
- ^ Солнечные запасы: соответствует ли наказание преступление? Полем 24/7 Wall St. (6 октября 2011 г.). Получено 3 января 2012 года.
- ^ Паркинсон, Джайлс (7 марта 2013 г.). «Стоимость погружения солнечного фотоэлектрического PV (графики)» . Чистая техника . Получено 18 мая 2013 года .
- ^ «Снимок Global PV 1992–2014» (PDF) . Международное энергетическое агентство - программа фотоэлектрических энергетических систем. 30 марта 2015 года. Архивировано с оригинала 7 апреля 2015 года.
- ^ «Солнечная энергия - возобновляемая энергия - Статистический обзор мировой энергии - экономика энергии - BP» . bp.com . Архивировано с оригинала 23 марта 2018 года . Получено 2 сентября 2017 года .
- ^ Манн, Сандер А.; de Wild-Scholten, Mariska J.; Fthenakis, Vasilis M.; Ван Сарк, Уилфрид Гжхм; Синке, Уим С. (1 ноября 2014 г.). «Время окупаемости энергии усовершенствованных кристаллических кремниевых фотоэлектрических модулей в 2020 году: проспективное исследование». Прогресс в фотоэлектрической форме: исследования и приложения . 22 (11): 1180–1194. doi : 10.1002/pip.2363 . HDL : 1874/306424 . ISSN 1099-159x . S2CID 97151576 .
- ^ Джегер, Джоэл (20 сентября 2021 года). «Объяснение экспоненциального роста возобновляемой энергии» . Получено 8 ноября 2021 года .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и «Солнечные батареи - это боль для переработки. Эти компании пытаются это исправить» . MIT Technology Review . Получено 8 ноября 2021 года .
- ^ «BP Global - отчеты и публикации - ходят в паритет сетки» . Архивировано из оригинала 8 июня 2011 года . Получено 4 августа 2012 года . Полем Bp.com. Получено 19 января 2011 года.
- ^ BP Global - Отчеты и публикации - получение сетки . Bp.com. Август 2007.
- ^ Путь к паритету сетки . bp.com
- ^ Peacock, Matt (20 июня 2012 г.) Солнечная индустрия празднует паритет сетки , ABC News.
- ^ Болдуин, Сэм (20 апреля 2011 г.) Экономическая эффективность и возобновляемая энергия: проблемы и возможности . Чистая энергия Supercluster Expo Университет штата Колорадо. Министерство энергетики США.
- ^ «Маленькие китайские солнечные производители уничтожены в 2012 году» . ENF Solar Trade Platform и Directory солнечных компаний . Enf Ltd. 8 января 2013 года . Получено 1 июня 2013 года .
- ^ "Что такое солнечная батарея и как она работает?" Полем Energuide.be . Сибельга . Получено 3 января 2017 года .
- ^ Мартин, Крис (30 декабря 2016 г.). «Солнечные панели сейчас, так что дешевые производители, вероятно, продаются по потере» . Bloomberg View . Bloomberg Lp . Получено 3 января 2017 года .
- ^ Шанклман, Джессика; Мартин, Крис (3 января 2017 г.). «Солнечная энергия может победить уголь, чтобы стать самой дешевой силой на земле» . Bloomberg View . Bloomberg Lp . Получено 3 января 2017 года .
- ^ Jump up to: а беременный Кумар, Анкуш (3 января 2017 г.). «Прогнозирование эффективности солнечных элементов на основе прозрачных проводящих электродов». Журнал прикладной физики . 121 (1): 014502. BIBCODE : 2017JAP ... 121A4502K . doi : 10.1063/1.4973117 . ISSN 0021-8979 .
- ^ «Эффективность солнечных элементов | Pveducation» . www.pveducation.org . Архивировано из оригинала 31 января 2018 года . Получено 31 января 2018 года .
- ^ «T.Bazouni: Каков коэффициент заполнения солнечной панели» . Архивировано из оригинала 15 апреля 2009 года . Получено 17 февраля 2009 года .
- ^ Руле, Свен (8 февраля 2016 г.). «Табличные значения ограничения Shockley-QuiseSer для одиночных соединений солнечных элементов». Солнечная энергия . 130 : 139–147. Bibcode : 2016soen..130..139r . doi : 10.1016/j.solener.2016.02.015 .
- ^ Vos, AD (1980). «Подробный предел баланса эффективности тандемных солнечных элементов». Журнал физики D: прикладная физика . 13 (5): 839. Bibcode : 1980jphd ... 13..839d . doi : 10.1088/0022-3727/13/5/018 . S2CID 250782402 .
- ^ Буллис, Кевин (13 июня 2014 г.) Рекордные солнечные батареи указывают путь к более дешевой власти . MIT Technology Review
- ^ Димирот, Фрэнк; Тиббитс, Томас Н.Д.; Нимейер, Маркус; Педан, Феликс; Беутель, Пол; Кархер, христианин; Олива, Эдуард; Зифер, Джеральд; Лакнер, Дэвид; И др. (2016). «Связанная с четырьмя соединениями Солнечные элементы концентратора» . IEEE Journal of Photovoltaics . 6 (1): 343–349. Doi : 10.1109/jphotov.2015.2501729 . S2CID 47576267 .
- ^ Jump up to: а беременный Янц, Стефан; Ребер, Стефан (14 сентября 2015 г.). «20% Эффективный солнечный элемент на Epiwafer» . Fraunhofer Ise . Получено 15 октября 2015 года .
- ^ Jump up to: а беременный Дрисли, Марион; Амири, Диана; Миленкович, Нена; Steinhauser, Bernd; Линде Болл, Стефан; Беник, Ян; Ребер, Стефан; Янц, Стефан (2016). «Солнечные элементы с 20% эффективностью и оценкой в течение всего времени эпитаксиальных пластин» . Энергетические процедуры . 92 : 785–790. BIBCODE : 2016ENPRO..92..785D . Doi : 10.1016/j.egypro.2016.07.069 . ISSN 1876-6102 .
- ^ Зиг, Лиза (4 июня 2015 г.). «Солнечные элементы устанавливают мировой рекорд со стабилизированной эффективностью 13,6%» . Phys.org .
- ^ 30,2% Эффективность-новая запись для солнечных элементов на основе кремния . (9 ноября 2016 г.). Получено 15 ноября 2016 года.
- ^ Эссиг, Стефани; Allebé, Кристоф; Ремо, Тимоти; Geisz, John F.; Штайнер, Майлз А.; Горовиц, Келси; Баррауд, Лорис; Уорд, Дж. Скотт; Шнабель, Мануэль (сентябрь 2017 г.). «Повышение эффективности конверсии в одну сунн солнечных элементов III-V/SI до 32,8% для двух соединений и 35,9% для трех соединений». Природа энергия . 2 (9): 17144. Bibcode : 2017naten ... 217144e . doi : 10.1038/nenergy.2017.144 . ISSN 2058-7546 . S2CID 115327057 .
- ^ «Отчет о фотоэлектрической форме» (PDF) . Fraunhofer Ise. 22 сентября 2022 года. Архивировано (PDF) из оригинала 23 сентября 2022 года.
- ^ Marques Lameirinhas, Ricardo A.; Торрес, Жуао Паулу Н.; де Мело Кунха, Жуао П. (январь 2022 г.). «Обзор фотоэлектрических технологий: история, основы и приложения» . Энергии . 15 (5): 1823. doi : 10.3390/en15051823 . ISSN 1996-1073 .
- ^ Ранабхат, Киран; Пэттрикев, Лив; Антало Ревины, Александра; Андрианов, Кирилл; Лапсинский, Валей; Sophronoa, Elena (2016). «Введение в технологию солнечных элементов» . Issurance I Проект в Privredu . 14 (4): 481–491. doi : 10 5937/ jay14-1 ISSN 1451-4117 . S2CID 114727770 .
- ^ Занатта, АР (декабрь 2022 г.). «Ограничение Shockley-Quiser и эффективность преобразования солнечных элементов на основе кремния». Результаты Опт . 9 : 100320–7pp. doi : 10.1016/j.rio.2022.100320 . S2CID 253359097 .
- ^ «Монокристаллические солнечные модули» . Получено 27 августа 2020 года .
- ^ Гаухер, Александр; Каттони, Андреа; Дюпюи, Кристоф; Чен, Ванхуа; Кариу, Роман; Фолдин, Мартин; Lalouat, loı̈c; Друрд, Эммануэль; Море, христианин; Roca I Cabarrocas, Pere; Коллин, Стефан (2016). «Ультратиновые эпитаксиальные кремниевые солнечные элементы с инвертированными нанопирамидными массивами для эффективного захвата света» (PDF) . Нано буквы . 16 (9): 5358–64. Bibcode : 2016nanol..16.5358g . doi : 10.1021/acs.nanolett.6b01240 . PMID 27525513 . S2CID 206734456 .
- ^ Чен, Ванхуа; Кариу, Роман; Фолдин, Мартин; ДеПау, Валери; Трампукис, Христос; Друрд, Эммануэль; Лалуат, Лоик; Харори, Абдельмунайм; Лю, Цзя; Любимый, Ален; OrobChauk, Régis; Мандорло, Фабен; Море, христианин; Massiot, Inès; Дмитриев, Александр; Ли, Ки-Донг; Cabarrocas, Pere Roca I (2016). «Эпитаксиальные кристаллические кремниевые кремниевые кремние на основе нанофотоники». Журнал физики D: прикладная физика . 49 (12): 125603. BIBCODE : 2016JPHD ... 49L5603C . Doi : 10.1088/0022-3727/49/12/125603 . ISSN 0022-3727 . S2CID 125317340 .
- ^ Kobayashi, Eiji; Ватабе, Йошими; Хао, Руиинг; Рави, Т.С. (2015). «Высокая эффективность гетеропереходных солнечных элементов на моно-кристаллических кремниевых пластинах N-типа, бесплодного, путем эпитаксиального роста». Прикладные физические буквы . 106 (22): 223504. BIBCODE : 2015APPHL.106V3504K . doi : 10.1063/1,4922196 . ISSN 0003-6951 .
- ^ Ким, DS; и др. (18 мая 2003 г.). Строслевая лента Силиконовая солнечная батарея с эффективностью 17,8% (PDF) . Тол. 2. С. 1293–1296. ISBN 978-4-9901816-0-4 .
{{cite book}}
:|journal=
игнорируется ( помощь ) - ^ Уэйн Макмиллан, «Агровая моно -дилемма», архивировав 5 ноября 2013 года на машине Wayback , BT Imaging
- ^ Пирс, Дж.; Лау А. (2002). «Анализ чистой энергии для устойчивой энергии от солнечных элементов на основе кремния» (PDF) . Солнечная энергия . п. 181. doi : 10.1115/sed2002-1051 . ISBN 978-0-7918-1689-9 . [ мертвая ссылка ]
- ^ Эдофф, Марика (март 2012 г.). «Тонкие солнечные элементы: исследования в промышленной перспективе» . Амбио . 41 (2): 112–118. Bibcode : 2012ambio..41s.112e . doi : 10.1007/s13280-012-0265-6 . ISSN 0044-7447 . PMC 3357764 . PMID 22434436 .
- ^ Jump up to: а беременный Fthenakis, Vasilis M. (2004). «Анализ воздействия жизненного цикла кадмия в производстве PV CDTE» (PDF) . Возобновляемые и устойчивые обзоры энергии . 8 (4): 303–334. doi : 10.1016/j.rser.2003.12.001 .
- ^ «Ибм и Токио Ока Когио Поверните Уоттс на производство солнечной энергии» , IBM
- ^ Коллинз, RW; Ferlauto, as; Ferreira, GM; Чен, C.; Koh, J.; Коваль, RJ; Lee, y.; Пирс, JM; Wronski, CR (2003). «Эволюция микроструктуры и фазы в аморфном, протокристаллическом и микрокристаллическом кремнии, изученном с помощью спектроскопической эллипсометрии в реальном времени». Солнечные энергетические материалы и солнечные элементы . 78 (1–4): 143. doi : 10.1016/s0927-0248 (02) 00436-1 .
- ^ Пирс, JM; Podraza, N.; Коллинз, RW; Al-Jassim, MM; Джонс, Км; Дэн, Дж.; Wronski, CR (2007). «Оптимизация напряжения открытой цепи в солнечных клетках аморфного кремния со смешанными (аморфными+нанокристаллическими) контактами P-типа низкого нанокристаллического содержания» (PDF) . Журнал прикладной физики . 101 (11): 114301–114301–7. Bibcode : 2007jap ... 101k4301p . doi : 10.1063/1,2714507 . Архивировано из оригинала (PDF) 13 июня 2009 года.
- ^ Yablonovitch, Eli; Миллер, Оуэн Д.; Курц, С.Р. (2012). «Оптоэлектронная физика, которая сломала предел эффективности в солнечных элементах». 2012 38 -я конференция IEEE фотоэлектрических специалистов . 001556. DOI : 10.1109/PVSC.2012.6317891 . ISBN 978-1-4673-0066-7 Полем S2CID 30141399 .
- ^ «Тонкий трюк делает галлиум арсенидные устройства дешевыми» . IEEE Spectrum . Получено 26 июня 2023 года .
- ^ Близнецы, Redaksjonen (5 ноября 2021 г.). «Новый сверхвысокий материал эффективно, недорогие солнечные элементы-с использованием нанопроволок» . Норвежские Scitech News . Получено 26 июня 2023 года .
- ^ «Отчет о фотоэлектрической форме» (PDF) . Fraunhofer Ise. 28 июля 2014 года. Архивировал (PDF) из оригинала 9 августа 2014 года . Получено 31 августа 2014 года .
- ^ Оку, Такео; Кумада, Казума; Suzuki, Atsushi; Кикучи, Кенджи (июнь 2012 г.). «Эффекты добавления германия на медные фталоцианиновые/фуллерены на основе солнечных элементов» . Центральный европейский журнал инженерии . 2 (2): 248–252. Bibcode : 2012ceje .... 2..248o . doi : 10.2478/s13531-011-0069-7 . S2CID 136518369 .
- ^ Тройной соединение наземного концентратора Солнечные элементы . (PDF) Получено 3 января 2012 года.
- ^ Кларк, Крис (19 апреля 2011 г.). Солнечная компания Сан -Хосе покидает рекорд эффективности для PV . Optics.org. Получено 19 января 2011 года.
- ^ «Fraunhofer ISE разрабатывает самый эффективный солнечный элемент в мире с эффективностью 47,6 процента - Fraunhofer Ise» . Фраунхофер Институт солнечных энергетических систем ISE . 30 мая 2022 года . Получено 23 июля 2024 года .
- ^ Хелмерс, Хеннинг; Хен, Оливер; Лакнер, Дэвид; Шигулла, Патрик; Блеск, нарисованный; Хороший, Джонас; Пеллегрино, Кармин; Олива, Эдуард; Шахтнер, Майкл; Сумка, Пол; Хеклманн, Стефан; Педан, Феликс; Олманн, Йенс; Зифер, Джеральд; Димрот, Фрэнк (8 марта 2024 г.). Дружелюбный, Александр; Хинзер, Карин ; Коллин, Стефан; Продавцы, Ян Р. (ред.). «Повышение эффективности преобразования солнечной энергии до 47,6% и изучение спектральной универсальности III-V фотонных конвертеров мощности» . SPIE: 36. DOI : 10.1117/12.3000352 . ISBN 978-1-5106-7022-8 .
{{cite journal}}
: CITE Journal требует|journal=
( помощь ) - ^ Кариу, Роман; Чен, Ванхуа; Морис, Жан-Люк; Ю, Джингвен; Патриарх, Жиль; Маугуин, Оливия; Largeau, Ludovic; ДеКоберт, Джин; Roca I Cabarrocas, Pere (2016). «Низкие температуры Плазма повышенная эпитаксиальная рост силикония на GAAS на GAAS: новая парадигма для интеграции III-V/SI» . Научные отчеты . 6 : 25674. Bibcode : 2016natsr ... 625674c . Doi : 10.1038/srep25674 . ISSN 2045-2322 . PMC 4863370 . PMID 27166163 .
- ^ Смит, Дэвид Д.; Кузены, Петр; Вестерберг, Стафан; Иисус-Табаджонда, Рассел де; Аниеро, Герли; Shen, Yu-Chen (2014). «На пути к практическим пределам солнечных элементов кремния». IEEE Journal of Photovoltaics . 4 (6): 1465–1469. doi : 10.1109/jphotov.2014.2350695 . S2CID 33022605 .
- ^ Альмансури, Ибрахим; Хо-Билли, Анита ; Бремнер, Стивен П.; Грин, Мартин А. (2015). «Производительность солнечной батареи кремния на надгробиле посредством концепции мультикционирования». IEEE Journal of Photovoltaics . 5 (3): 968–976. doi : 10.1109/jphotov.2015.2395140 . S2CID 8477762 .
- ^ Эссиг, Стефани; Штайнер, Майлз А.; Перерывы, Кристоф; Geisz, John F.; Павиет-Аломон, Бертран; Уорд, Скотт; Descoeudres, Antoine; Ласальвия, Винченцо; Баррауд, Лорис; Бадель, Николас; Фей, Антонин; Леврат, Жак; Despeisse, Matthieu; Баллиф, Кристоф; Страдины, Павел; Янг, Дэвид Л. (2016). «Реализация солнечных элементов двойного соединения GAINP/SI с эффективностью 29,8% 1-Sun» . IEEE Journal of Photovoltaics . 6 (4): 1012–1019. Doi : 10.1109/jphotov.2016.2549746 . Хост 1329999 .
- ^ Рихтер, Армин; Гермл, Мартин; Glunz, Stefan W. (2013). «Переоценка ограничивающей эффективности для кристаллических кремниевых солнечных элементов». IEEE Journal of Photovoltaics . 3 (4): 1184–1191. doi : 10.1109/jphotov.2013.2270351 . S2CID 6013813 .
- ^ «Лучшая эффективность исследовательских клеток» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 27 ноября 2020 года . Получено 28 сентября 2020 года .
- ^ «Перовскиты, альтернатива« дешевому »кремнию, просто стала намного более эффективной» . 16 февраля 2023 года . Получено 3 июня 2023 года .
- ^ Косасих, Феликс Утама; Дукати, Катерина (май 2018 г.). «Характеристика деградации солнечных элементов перовскита с помощью электронной микроскопии на месте и оперундо» . Нано энергия . 47 : 243–256. doi : 10.1016/j.nanoen.2018.02.055 .
- ^ Tian, Xueyu; Stranks, Samuel D.; Вы, Fengqi (июль 2020 г.). «Использование энергии жизненного цикла и экологические последствия высокопроизводительных солнечных элементов перовскита» . Наука достижения . 6 (31): EABB0055. Bibcode : 2020scia .... 6 ... 55t . doi : 10.1126/sciadv.abb0055 . ISSN 2375-2548 . PMC 7399695 . PMID 32789177 .
- ^ Гонг, Цзянь; Дорогая, Сет Б.; Вы, Fengqi (3 июля 2015 г.). «Perovskite Photovoltaics: оценка жизненного цикла энергии и воздействия на окружающую среду». Энергетическая и экологическая наука . 8 (7): 1953–1968. doi : 10.1039/c5ee00615e . ISSN 1754-5706 .
- ^ Tian, Xueyu; Stranks, Samuel D.; Вы, Fengqi (24 июня 2021 года). «Оценка жизненного цикла стратегий утилизации фотоэлектрических модулей перовскита». Природа устойчивости . 4 (9): 821–829. Bibcode : 2021natsu ... 4..821t . doi : 10.1038/s41893-021-00737-z . ISSN 2398-9629 . S2CID 235630649 .
- ^ Хак, Сиразул; Мендес, Мануэль Дж.; Санчес-поверхность, Олла; Агуас, боль; Фортуна, Эльвира; Мартинс, Родриго (1 мая 2019 г.). «Photonic-структурированный TiO2 для высокоэффективных, гибких и стабильных солнечных элементов перовскита» . Какая энергия 59 : 91–1 doi : 10.1016/j.anoen . ISSN 2211-2 139461077S2CID
- ^ Ли, Джунминг; Cao, Hai-Lei; Цзяо, Вэнь-бин; Ван, Цион; Вэй, Мингденг; Кантон, Ирен; Лю, Цзянь; Абат, Антонио (21 января 2020 года). «Биологическое влияние свинца из галогенидных перовскитов выявляет риск введения безопасного порога» . Природная связь . 11 (1): 310. Bibcode : 2020natco..11..310L . doi : 10.1038/s41467-019-13910-y . ISSN 2041-1723 . PMC 6974608 . PMID 31964862 .
- ^ Мори Хироши (3 октября 1961 г.). «Устройство передачи энергии радиации» . Google Патенты .
- ^ (A1) IS 453575 (A1) A. Luque: «Процедура получения двухфазных солнечных элементов» Дата приготовления 5 мая 1977 г.
- ^ (A) US 4169738 (A) A. Luque: «Двухсторонний солнечный элемент с саморефригригационным концентратором» Дата подачи 21 ноября 1977 г.
- ^ Луке, А.; Cuevas, A.; Eguren, J. (1978). «Поведение солнечных клеток при переменной поверхностной скорости рекомбинации и предложении новой структуры». Твердотельная электроника . 21 (5): 793–794. Bibcode : 1978ssel..21..793l . doi : 10.1016/0038-1101 (78) 90014-х .
- ^ Cuevas, A.; Луке, А.; Eguren, J.; Аламо, Дж. Дель (1982). «На 50 процентов больше выходной мощности от сборочной плоской панели с использованием двухфазных солнечных элементов». Солнечная энергия . 29 (5): 419–420. Bibcode : 1982.soen ... 29..419c . doi : 10.1016/0038-092x (82) 90078-0 .
- ^ «Международная технологическая дорожная карта для фотоэлектрической (ITRPV) - дома» . www.itrpv.net . Получено 20 февраля 2018 года .
- ^ Jump up to: а беременный Солнце, Сингшу; Хан, Мохаммад Рэйян; Делан, Крис; Алам, Мухаммед Ашрафул (2018). «Оптимизация и производительность двухфазных солнечных модулей: глобальная перспектива». Прикладная энергия . 212 : 1601–1610. Arxiv : 1709.10026 . Bibcode : 2018apen..212.1601s . doi : 10.1016/j.apenergy.2017.12.041 . S2CID 117375370 .
- ^ Хан, М. Райян; Ханна, Амир; Солнце, Сингшу; Алам, Мухаммед А. (2017). «Вертикальные двусторонние солнечные фермы: физика, дизайн и глобальная оптимизация». Прикладная энергия . 206 : 240–248. Arxiv : 1704.08630 . Bibcode : 2017apen..206..240K . doi : 10.1016/j.apenergy.2017.08.042 . S2CID 115039440 .
- ^ Бернхэм, Производительность двухсокофиальных фотоэлектрических модулей на двухосевой трекере в высококлассной, высокоалбедо среды, 2019 IEEE 46-й конференции фотоэлектрических специалистов (PVSC), Чикаго, Иллинойс, США, 2019, с. 1320-1327.
- ^ Чжао, Бинглин; Это, Сингшу; Хан, Мохаммед Иьян; Алам, Мухаммед Ашрафул (19 февраля 2018 г.). "Калькулятор культурного модуля Purdue" Наноху Doi : 10.4231/ d3542jb3c
- ^ Луке, Антонио; Марти, Антонио (1997). «Повышение эффективности идеальных солнечных элементов с помощью фотонов индуцировало переходы на промежуточных уровнях». Письма о физическом обзоре . 78 (26): 5014–5017. Bibcode : 1997 phrvl..78.5014l . doi : 10.1103/physrevlett.78.5014 .
- ^ Окада, Йошитака; Тома Согабе; Ясуши Шоджи (2014). «Гл. 13: Солнечные элементы промежуточной полосы». В Артура Дж. Нозик; Гэвин Конибер; Мэтью С. Борода (ред.). Усовершенствованные концепции в фотоэлектрической форме . Серия энергии и окружающей среды. Тол. 11. Кембридж, Великобритания: Королевское общество химии. С. 425–54. doi : 10.1039/9781849739955-00425 . ISBN 978-1-84973-995-5 .
- ^ Рамиро, Иньиго; Марти, Антонио (июль 2021 г.). «Промежуточная полоса Солнечные элементы: настоящее и будущее» (PDF) . Прогресс в фотоэлектрической форме: исследования и приложения . 29 (7): 705–713. doi : 10.1002/pip.3351 . ISSN 1062-7995 . S2CID 226335202 .
- ^ Мейсон, Шон (17 сентября 2014 г.). «Исследователи используют жидкие чернила для создания лучших солнечных элементов» . Phys.org .
- ^ «Этот тонкий солнечный элемент может превратить любую поверхность в источник энергии» . Всемирный экономический форум . 16 декабря 2022 года.
- ^ Эрнандес-Родригес, Массачусетс; Имани, MH; Мартин, LL; Мартин, IR (сентябрь 2013 г.). «Экспериментальное улучшение фототока в солнечном элементе с использованием процесса повышения в фторуиндатных очках, захватывающих при 1480 нм». Солнечные энергетические материалы и солнечные элементы . 116 : 171–175. doi : 10.1016/j.solmat.2013.04.023 .
- ^ Ван, Пэн; Zakeeruddin, Shaik M.; Мозер, Жак Э.; Назируддин, Мохаммад К.; Sekiguchi, Takashi; Гратцель, Майкл (июнь 2003 г.). «Стабильный квази-солид-состояние, чувствительный к красителю, с амфифильным сенсибилизатором рутения и полимерным гель-электролитом» . Природные материалы . 2 (6): 402–407. Bibcode : 2003natma ... 2..402w . doi : 10.1038/nmat904 . ISSN 1476-4660 . PMID 12754500 . S2CID 27383758 .
- ^ Художественные солнечные элементы . G24I.com (2 апреля 2014 г.). Получено 20 апреля 2014 года.
- ^ Шарма, Даршан; Джа, Ранджана; Кумар, Шив (1 октября 2016 г.). «Сенсибилизованный солнечный элемент квантовой точки: последние достижения и будущие перспективы в фотоаноде». Солнечные энергетические материалы и солнечные элементы . 155 : 294–322. doi : 10.1016/j.solmat.2016.05.062 . ISSN 0927-0248 .
- ^ Seamonin, OE; Лютер, JM; Choi, S.; Chen, H.-Y.; Гао, Дж.; Нозик, AJ; Beard, MC (2011). «Пиковая внешняя квантовая эффективность к квантовой эффективности, превышающая 100% через МЭГ в солнечной ячейке квантовой точки». Наука . 334 (6062): 1530–3. Bibcode : 2011sci ... 334.1530S . doi : 10.1126/science.1209845 . PMID 22174246 . S2CID 36022754 .
- ^ Камат, Прашант В. (2012). «Повышение эффективности чувствительных к квантовой точке солнечных элементов посредством модуляции межфазного переноса заряда». Счета химических исследований . 45 (11): 1906–15. doi : 10.1021/ar200315d . PMID 22493938 .
- ^ Сантра, Пралай К.; Камат, Прашант В. (2012). «Солнечные элементы, легированные Mn, чувствительные к квантовой точке: стратегия повышения эффективности более 5%». Журнал Американского химического общества . 134 (5): 2508–11. doi : 10.1021/ja211224s . PMID 22280479 .
- ^ Луна, Су-джин; Itzhaik, Yafit; Yum, Jun-Ho; Zakeeruddin, Shaik M.; Ходс, Гэри; Grätzel, Michael (2010). «Мезоскопическая солнечная батарея на основе SB2S3 с использованием проводника органического отверстия». Журнал писем физической химии . 1 (10): 1524. doi : 10.1021/jz100308q .
- ^ DU, DU, Zhonglin; :::::::::::: 4201–4209 : .
- ^ Исследование солнечных элементов || Лаборатория Prashant Kamat в университете Нотр -Дам . Nd.edu (22 февраля 2007 г.). Получено 17 мая 2012 года.
- ^ Дженовезе, Мэтью П.; Lightcap, Ian v.; Камат, Прашант В. (2012). «Солнечная-версионная краска. Преобразующий одноступенчатый подход для проектирования нанокристаллических солнечных элементов». ACS Nano . 6 (1): 865–72. doi : 10.1021/nn204381g . PMID 22147684 .
- ^ Jump up to: а беременный Ю, Пэн; Ву, Цзян; Гао, Лей; Лю, Хуйюн; Ван, Жиминг (1 марта 2017 г.). «Солнечные элементы ingaas и Quantum dot, выращиваемые с помощью капельной эпитаксии» (PDF) . Солнечные энергетические материалы и солнечные элементы . 161 : 377–381. doi : 10.1016/j.solmat.2016.12.024 .
- ^ Ву, Цзян; Ю, Пэн; Суша, Андрей С.; Саблон, Кимберли А.; Чен, Хайюан; Чжоу, Чжихуа; Li, handong; Джи, Хейнинг; NIU, Xiaobin (1 апреля 2015 г.). «Повышение эффективности широкополосной связи в солнечных элементах квантовой точки в сочетании с многопрофильными плазмонными наностарами». Нано энергия . 13 : 827–835. doi : 10.1016/j.nanoen.2015.02.012 . S2CID 98282021 .
- ^ Конарка Силовой пластик достигает 8,3% эффективности . pv-tech.org. Получено 7 мая 2011 года.
- ^ Mayer, A.; Скалли, с.; Хардин, Б.; Rowell, M.; McGehee, M. (2007). «Солнечные элементы на основе полимеров» . Материалы сегодня . 10 (11): 28. doi : 10.1016/s1369-7021 (07) 70276-6 .
- ^ Lunt, RR; Бурович, В. (2011). «Прозрачные, почти инфракрасные органические фотоэлектрические солнечные элементы для применений в области окна и энергии» . Прикладные физические буквы . 98 (11): 113305. BIBCODE : 2011APPHL..98K3305L . doi : 10.1063/1,3567516 . HDL : 1721.1/71948 .
- ^ Рудольф, Джон Коллинз (20 апреля 2011 года). «Прозрачные фотоэлектрические ячейки превращают окна в солнечные панели» . green.blogs.nytimes.com .
- ^ «Ученые UCLA развиваются прозрачные солнечные батареи» . Enviro-news.com. 24 июля 2012 года. Архивировано с оригинала 27 июля 2012 года.
- ^ Lunt, RR; OseDach, TP; Браун, PR; Rowehl, Ja; Bulović, V. (2011). «Практическая дорожная карта и ограничения на наноструктурированную фотоэлектрическую фотоэлектрику». Продвинутые материалы . 23 (48): 5712–27. Bibcode : 2011Adm .... 23.5712L . doi : 10.1002/adma.201103404 . HDL : 1721.1/80286 . PMID 22057647 . S2CID 13511794 .
- ^ Lunt, RR (2012). «Теоретические ограничения для заметно прозрачной фотоэлектрической фотоэлектрической формы». Прикладные физические буквы . 101 (4): 043902. BIBCODE : 2012APPHL.101D3902L . doi : 10.1063/1.47388896 .
- ^ Го, С.; Лин, YH; Witman, MD; Смит, Ка; Ван, C.; Hexemer, A.; Strzalka, J.; Гомес, Эд; Verduzco, R. (2013). «Сопряженные фотоэлектрические фотоэлектрики со сополимером с почти 3% эффективностью посредством разделения микрофазы» . Нано буквы . 13 (6): 2957–63. Bibcode : 2013nanol..13.2957g . doi : 10.1021/nl401420s . PMID 23687903 .
- ^ «Органические полимеры создают новый класс устройств солнечной энергии» . Курцвейл Ускоряющий Институт. 31 мая 2013 года . Получено 1 июня 2013 года .
- ^ Jump up to: а беременный Буллис, Кевин (30 июля 2014 г.) Адаптивный материал может снизить стоимость солнечной энергии пополам . MIT Technology Review
- ^ Кэмпбелл, Патрик; Грин, Мартин А. (февраль 1987 г.). «Свойства света на пирамидально текстурированных поверхностях». Журнал прикладной физики . 62 (1): 243–249. Bibcode : 1987jap .... 62..243c . doi : 10.1063/1.339189 .
- ^ Чжао, Цзяньхуа; Ван, Айхуа; Грин, Мартин А. (май 1998). «19,8% эффективно" соты "текстурированные многокристаллические и 24,4% монокристаллические солнечные элементы кремния». Прикладные физические буквы . 73 (14): 1991–1993. Bibcode : 1998apphl..73.1991z . doi : 10.1063/1.122345 .
- ^ Hauser, H.; Михл, Б.; Kubler, v.; Schwarzkopf, S.; Мюллер, C.; Hermle, M.; Blasi, B. (2011). «Литография Nanoimprint для сотовой текстурирования многокристаллического кремния» . Энергетические процедуры . 8 : 648–653. Bibcode : 2011enpro ... 8..648h . doi : 10.1016/j.egypro.2011.06.196 .
- ^ Тучер, Нико; Эйзенлор, Йоханнес; Gebrewold, Habtamu; Кифель, Петр; Хен, Оливер; Хаузер, Хьюберт; Голдшмидт, Ян Кристоф; Bläsi, Benedikt (11 июля 2016 г.). «Оптическое моделирование фотоэлектрических модулей с множественными текстурированными интерфейсами с использованием оптоса на основе матрицы» . Optics Express . 24 (14): A1083 - A1093. BIBCODE : 2016OEXPR..24A1083T . doi : 10.1364/OE.24.0A1083 . PMID 27410896 .
- ^ Mavrokefalos, Anastassios; Хан, Санг Эон.; Yerci, Selcuk; Бранхам, MS; Чен, банда. (Июнь 2012 г.). «Эффективное улавливание света в инвертированных нанопирамидах тонких кристаллических кремниевых мембран для применения солнечных элементов». Нано буквы . 12 (6): 2792–2796. Bibcode : 2012nanol..12.2792m . doi : 10.1021/nl2045777 . HDL : 1721.1/86899 . PMID 22612694 . S2CID 18134294 .
- ^ Jaus, J.; Pantsar, H.; Eckert, J.; Duell, M.; Herfurth, H.; Добл Д. (2010). «Управление светом для уменьшения автобусной стержней и затенения сетки в фотоэлектрических модулях». 2010 35 -я конференция IEEE Photovoltaic Specialists Conference . п. 000979. DOI : 10.1109/PVSC.2010.5614568 . ISBN 978-1-4244-5890-5 Полем S2CID 30512545 .
- ^ Mingareev, i.; Берлих, Р.; Eichelkraut, TJ; Herfurth, H.; Heinemann, S.; Ричардсон, MC (6 июня 2011 г.). «Дифрактивные оптические элементы, используемые для повышения эффективности фотоэлектрических модулей» . Optics Express . 19 (12): 11397–404. BIBCODE : 2011OEXPR..1911397M . doi : 10.1364/OE.19.011397 . PMID 21716370 .
- ^ Uematsu, t; Yazawa, y; Миямура, Y; Muramatsu, S; Оцука, ч; Цусуи, К; Warabisako, T (1 марта 2001 г.). «Статический концентратор фотоэлектрический модуль с массивом призмы». Солнечные энергетические материалы и солнечные элементы . PVSEC 11 - Часть III. 67 (1–4): 415–423. doi : 10.1016/s0927-0248 (00) 00310-x .
- ^ Jump up to: а беременный Чен, Фу-Хао; Pathreeker, Shreyas; Каур, Джасприт; Хосейн, Ян Д. (31 октября 2016 г.). «Увеличение захвата света в кремниевых солнечных элементах с инкапсулянтами, включающими авиационные призмы для уменьшения потерь металлических контактов» . Optics Express . 24 (22): A1419 - A1430. BIBCODE : 2016OEXPR..24A1419C . doi : 10.1364/OE.24.0A1419 . PMID 27828526 .
- ^ Корч, Омер; Гордон, Джеффри М.; Кац, Юджин А.; Фейерманн, Даниэль; Эйзенберг, Нафтали (1 октября 2007 г.). «Диэлектрические микроконцентраторы для повышения эффективности у солнечных элементов концентратора». Оптические письма . 32 (19): 2789–91. Bibcode : 2007optl ... 32.2789k . doi : 10.1364/ol.32.002789 . PMID 17909574 .
- ^ Хосейн, Ян Д.; Лин, Хао; Понте, Мэтью Р.; Баскер, Динеш К.; Saravanamuttu, Kalaichelvi (3 ноября 2013 г.). Улучшение зала в солнечной энергии с помощью многонаправленных волноводных решетков . с. Rm2d.2. doi : 10.1364/ose.2013.rm2d.2 . ISBN 978-1-55752-986-2 .
{{cite book}}
:|journal=
игнорируется ( помощь ) - ^ Бирия, Саид; Чен, Фу Хао; Pathreeker, Shreyas; Хосейн, Ян Д. (22 декабря 2017 г.). «Полимерные инкапсулянты, включающие архитектуры, укрепляющие свет, чтобы увеличить преобразование оптической энергии в солнечных элементах». Продвинутые материалы . 30 (8): 1705382. DOI : 10.1002/ADMA.201705382 . PMID 29271510 . S2CID 3368811 .
- ^ Бирия, Саид; Чен, Фу-Хао; Хосейн, Ян Д. (2019). «Увеличенное широкоугольное преобразование энергии с использованием структурных настройщиков матриц волноводов в качестве инкапсуляционных материалов для кремниевых солнечных элементов». Статус физики солидный а . 216 (2): 1800716. Bibcode : 2019pssar.21600716b . doi : 10.1002/pssa.201800716 . S2CID 125253775 .
- ^ Хуан, Чжиюань; Ли, Синь; Махбуб, Мелика; Хансон, Керри М.; Николс, Валери М.; Ле, Хоанг; Тан, Мин Л.; Бардин, Кристофер Дж. (12 августа 2015 г.). «Гибридная молекула-нанокристаллическая фотонная конверсия по всему видимому и ближнему инфракрасному» (PDF) . Нано буквы . 15 (8): 5552–5557. Bibcode : 2015nanol..15.5552h . doi : 10.1021/acs.nanolett.5b02130 . PMID 26161875 .
- ^ Шуман, Мартин Ф.; Лангенхорст, Мальте; Smets, Майкл; Ding, Kaining; Paetzold, Ulrich W.; Вегенер, Мартин (4 июля 2017 г.). «Общеугольный невидимость Слова контактных пальцев на солнечных элементах с помощью преломления поверхностей свободной формы». Усовершенствованные оптические материалы . 5 (17): 1700164. DOI : 10.1002/Adom.201700164 . S2CID 102931532 .
- ^ Лангенхорст, Мальте; Шуман, Мартин Ф.; Патель, Стефан; Шмагер, Рафаэль; Леммер, Ули; Ричардс, Брайс С.; Вегенер, Мартин; Патцольд, Ульрих В. (1 августа 2018 г.). «Свободная поверхность невидимости Слова линий взаимодействия в тонкопленочных фотоэлектрических модулях». Солнечные энергетические материалы и солнечные элементы . 182 : 294–301. doi : 10.1016/j.solmat.2018.03.034 . S2CID 102944355 .
- ^ American Associates, Университет Бен-Гуриона Негева (9 декабря 2019 г.). «Исследователи разрабатывают новый метод для удаления пыли на солнечных панелях» . Университет Бен-Гуриона Негева . Получено 3 января 2020 года .
- ^ Heckenthaler, Tabea; Садхуджан, Сумеш; Моргенштерн, Яков; Натараджан, Пракаш; Башути, Мухаммед; Кауфман, Яир (3 декабря 2019 г.). «Механизм самоочищения: почему нанотекстуры и гидрофобность имеют значение». Langmuir . 35 (48): 15526–15534. doi : 10.1021/acs.langmuir.9b01874 . ISSN 0743-7463 . PMID 31469282 . S2CID 201673096 .
- ^ «Как чистить солнечные батареи без воды» . MIT News | Массачусетский технологический институт . 11 марта 2022 года . Получено 18 февраля 2024 года .
- ^ Фитцки, Ханс Г. и Эбнет, Гарольд (24 мая 1983 г.) Патент США 4,385,102 , «Фотоэлектрическая клетка с большой районом»
- ^ PV News ноябрь 2012 . Greentech Media. Получено 3 июня 2012 года.
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый «Специальный отчет о сети глобальных поставок Solar PV» (PDF) . Международное энергетическое агентство . 2022.
- ^ Бараниук, Крис. «Как гигантские солнечные фермы Китая трансформируют мировую энергию» . www.bbc.com . Получено 24 октября 2019 года .
- ^ Jump up to: а беременный «Отчет IEEFA: достижения в области солнечной энергии ускоряют глобальный сдвиг в производстве электроэнергии» . Институт энергетической экономики и финансового анализа . 21 мая 2018 года . Получено 24 октября 2019 года .
- ^ Jump up to: а беременный «Снимок глобальных фотоэлектрических рынков 2019 года» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 21 апреля 2019 года.
- ^ Jump up to: а беременный в «Тенденции в фотоэлектрических приложениях 2023» (PDF) . Международное энергетическое агентство . 2023.
- ^ «Пропускная способность солнечной энергии в городах США удвоилась за последние 6 лет» . Йельский университет E360 . Получено 24 октября 2019 года .
- ^ Погрузка стоимости солнечной PV (графики) . Cleantechnica (7 марта 2013 г.). Получено 20 апреля 2014 года.
- ^ Падение цен на кремниевые цены встряхивает солнечную производственную отрасль архивирована 20 декабря 2013 года на машине Wayback . Вниз на Землю (19 сентября 2011 г.). Получено 20 апреля 2014 года.
- ^ «Силиконовая цена по типу US 2018» . Статиста . Получено 24 октября 2019 года .
- ^ «Как затраты на солнечную панель и эффективность изменяются с течением времени | EnergySage» . Солнечные новости . 4 июля 2019 года . Получено 24 октября 2019 года .
- ^ «Мировые рынки солнечной энергии: рост, тенденции и проблемы - Arbitrage Solar» . 2 ноября 2023 года . Получено 2 ноября 2023 года .
- ^ Херрингтон, Ричард (июнь 2021 г.). «Добывать наше зеленое будущее» . Природная обзора материалов . 6 (6): 456–458. Bibcode : 2021natrm ... 6..456H . doi : 10.1038/s41578-021-00325-9 . ISSN 2058-8437 . S2CID 235128115 .
- ^ Кемп, Динна; Бейнтон, Ник (4 ноября 2021 года). «Более чистая энергия означает больше шахт - мы не должны жертвовать сообществами во имя климатического действия» . Разговор . Получено 9 ноября 2021 года .
- ^ Джордан, Дирк С.; Курц, Сара Р. (июнь 2012 г.). «Показатели фотоэлектрической деградации - аналитический обзор» (PDF) . Прогресс в фотоэлектрической форме: исследования и приложения . Получено 6 марта 2019 года .
- ^ Сколько длится солнечные батареи? Полем Cleantechnica (4 февраля 2019 г.). Получено 6 марта 2019 года.
- ^ Управление в конце жизни: солнечные фотоэлектрические панели . Международное агентство по возобновляемой энергии (июнь 2016 г.). Получено 6 марта 2019 года.
- ^ Doi, Такуя; Цуда, Изуми; Унагида, Хироаки; Мурата, Акинобу; Сакута, Коичи; Курокава, Косуке (март 2001 г.). «Экспериментальное исследование по переработке фотоэлектрических модулей с помощью метода органического растворителя» . Солнечные энергетические материалы и солнечные элементы . 67 (1–4): 397–403. doi : 10.1016/s0927-0248 (00) 00308-1 . ISSN 0927-0248 .
- ^ Ямашита, Кацуя; Миязава, Акира; Санномия, Хитоши (2006). «Резерча и развитие технологий лечения и повторного использования для кристаллических кремниевых фотоэлектрических модулей» . 2006 IEEE 4 -й Всемирная конференция по фотоэлектрической энергетической конференции . IEEE. С. 2254–2257. doi : 10.1109/wcpec.2006.279621 . ISBN 1-4244-0016-3 Полем S2CID 933430 .
- ^ Мишели, Леонардо; Фернандес, Эдуардо Ф.; Мюллер, Мэтью; Сместад, Грег П.; Альмонацид, Флоренсия (август 2020 г.). «Выбор оптимальных длин волн для оптического моделирования и обнаружения загрязнения в фотоэлектрических модулях» . Солнечные энергетические материалы и солнечные элементы . 212 : 110539. Arxiv : 2005.13020 . doi : 10.1016/j.solmat.2020.110539 . ISSN 0927-0248 . S2CID 218900846 .
- ^ Eberspacher, C.; Fthenakis, VM (1997). «Утилизация и утилизация фотоэлектрических модулей в конце жизни» . Запись о конференции двадцати шестой конференции IEEE Photovoltaic Specialists - 1997 . IEEE. С. 1067–1072. doi : 10.1109/pvsc.1997.654272 . ISBN 0-7803-3767-0 Полем S2CID 118374147 .
- ^ Jump up to: а беременный Рахман, доктор медицинских наук; Матети, Срикантат; Султана, Ирин; Хоу, Чунпинг; Фалин, Алексей; Cizek, Pavel; Глушенков, Алексей М.; Чен, Ин (5 мая 2021 г.). «Фотоэлектрическая переработанная переработанная переработанная кремния в конце жизни: устойчивый источник циркулярных материалов для электронных отраслей » энергии и устойчивости Усовершенствованные исследования 2 (11). Doi : 10.1002/aesr.20210081 . HDL : 10536/dro/dol: 3015271 ISSN 2699-9 S2CID 235568140
- ^ Klugmann-Radziemska, Ewa; Островский, Петр; Drabczyk, Kazimierz; Панек, Петр; Zazdo, Марек (Decrecge 2010). «Экспериментальная проверка кристаллических кремниевых солнечных элементов рециркуляции тепловыми и химическими методами» . Солнечные энергетические материалы и солнечные элементы . 94 (12): 2275–2282. Doi : 10.1016/j.solmat 2010.07.025 . ISSN 0927-0248 .
- ^ Дао, Мэн; Fthenakis, Василис; Эбин, Бурдкак; Батлер, Эвелин; Синха, Парихит; Коркш, Ричард; Вамбах, Карстен; Саймон, Итан (14 июня 2020 года). «Основные проблемы и возможности в утилизации солнечной панели кремния» . 2020 47 -я конференция IEEE фотоэлектрических специалистов (PVSC) . IEEE. С. 0292–0294. doi : 10.1109/pvsc45281.2020.9300650 . ISBN 978-1-7281-6115-0 Полем S2CID 230994749 .
- ^ Дао, Мэн; Fthenakis, Василис; Эбин, Бурдкак; Стинари, Бритт-Мари; Батлер, Эвелин; Синха, Парихит; Коркш, Ричард; Вамбах, Карстен; Саймон, Итан С. (22 июля 2020 г.). «Основные проблемы и возможности в утилизации солнечных модулей кремния» . Прогресс в фотоэлектрической форме: исследования и приложения . 28 (10): 1077–1088. doi : 10.1002/pip.3316 . ISSN 1062-7995 . S2CID 225438845 .
- ^ Если солнечные батареи такие чистые, почему они производят столько токсичных отходов? Forbes (23 мая 2018 г.). Получено 6 марта 2019 года.
- ^ Первая в Европе завод по переработке солнечной батареи открывается во Франции . Reuters (25 июня 2018 г.). Получено 6 марта 2019 года.
- ^ Солнечные панели решений в Австралии . Получено 30 ноября 2019 года.
Библиография
[ редактировать ]- Перлин, Джон (1999). От пространства к земле: история солнечной электричества . Earthscan. п. 50. ISBN 978-0-937948-14-9 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]

- Калькуляторы и ресурсы для фотоэлектрических ученых и инженеров
- Photovoltaics CDROM онлайн архивировал 15 апреля 2014 года на The Wayback Machine
- Методы производства солнечных элементов
- Возобновляемая энергия: солнечная энергия в Керли
- Лаборатория солнечной энергии в Университете Саутгемптона
- Фотоэлектрическая информация НАСА
- Зеленый, Массачусетс; Эмери, К.; Hishikawa, Y.; Warta, W. (2010). «Таблицы эффективности солнечных элементов (версия 36)» . Прогресс в фотоэлектрической форме: исследования и приложения . 18 (5): 346. doi : 10.1002/pip.1021 .
- «Электрическая энергия от солнца, произведенная легкой ячейкой», «Производительная механика» , июль 1931 г.
- Вонг, Лидия Х.; Закутатев, Андрие; Майор, Джонатан Д.; Хао, Сяодзин ; Уолш, Арон; Тодурв, Теодор К.; Saucedo, Edgardo (2019). Это Emergin Solar . Энергия 1 (3): 032001. Bibcode : 2019jpen . doi : 10.1088/ 2515-7655/ ab2 HDL : 10044/1/70500 . S2CID 250871748 .