Introduktion til typer af fleksible solceller

Amorft silicium
Tykkelsen af ​​amorfe silicium (a-Si) fleksible batterier er 1/300 af tykkelsen af ​​krystallinske siliciumbatterier, hvilket yderligere kan reducere omkostningerne til råmaterialer. Et gennembrud i amorfe silicium fleksible batterier var den foreslåede triple junction stak batteristruktur i 1997, som forbedrede konverteringseffektiviteten og stabiliteten og opnåede en stabil konverteringseffektivitet på 8,0 procent til 8,5 procent.
Tager man det amorfe silicium fleksible batteri fra United Solar Ovonic Company i USA som et eksempel, omfatter den amorfe silicium triple junction stak batteristruktur tre lag pn junction absorptionslag med forskellige båndgab. Det øverste batteri bruger amorft silicium a-Si med et båndgab på 1,8 eV til at absorbere blåt lys. Mellembatteriet bruger en siliciumgermaniumlegering a-SiGe med et båndgab på 1,6 eV, som absorberer grønt lys og har et Ge-indhold på 10 procent til 15 procent. Siliciumgermanium-legeringen a-SiGe med et båndgab på 1,4 eV til bundbatteriet absorberer 40 procent til 50 procent af rødt og infrarødt lys med et højt indhold af Ge. Efter at sollyset passerer gennem de tre lag af halvlederabsorptionslaget på skift, er der stadig en del af lyset, der ikke er blevet absorberet. Efter at være blevet reflekteret af det tilbagereflekterende lag af Al/ZnO, vender det tilbage til de tre lag af halvlederabsorptionslaget og gennemgår en anden absorptionsproces. Rygreflektionslaget spiller en lysfangende rolle. På denne måde kan fleksible amorfe siliciumbatterier mere effektivt absorbere indkommende og udgående lys, forbedre konverteringseffektiviteten og udgangseffekten og opnå bedre ydeevne under lavt indfaldende og spredte lysforhold.
Fra 2016 var det kun Xunli Solar, der producerede amorfe silicium, fleksible tyndfilmsbatterier og -komponenter i Kina, med en konverteringseffektivitet på 8-10 procent og en samlet tykkelse på kun 1,5 mm. I produktapplikationer er der udover rulle til rulle fleksible tyndfilmskomponenter også foldeopladningspakker, der udvider anvendelsen af ​​fleksibelt amorft silicium.
Kobber indium gallium selen
I midten-1970 begyndte folk at studere tyndfilmsbatterier af kobber indium gallium selen (CIGS). CIGS tynde film hører til chalcopyrit krystaller med justerbare båndgab. På grund af kravet om solceller til et båndgab på 1 til 1,7eV, kan båndgabet af CIGS justeres efter behov ved at ændre indholdet af gruppe III-kationer In, Ga, Al og gruppe VI anioner Se, S. Sammenlignet til amorft silicium har CIGS krystal færre interne defekter, mere stabil ydeevne og en modullevetid på op til 25 år. Under brugen af ​​modulet kan bevægelsen af ​​kobberioner reparere defekter, så modulets ydeevne vil fortsætte med at forbedres, hvilket står i modsætning til den fotoinducerede henfaldseffekt eller SW-effekten (Staebler Wronskieflect) af amorft silicium.
Økologisk
I organiske fotovoltaiske (OPV) solceller er det organiske halvlederabsorberende medium normalt sammensat af en blanding af donor- og acceptormaterialer. Donormaterialer er gode til at give elektroner, absorbere huller og have en positiv ladning efter blanding. Konjugerede polymerer er typiske donormaterialer. Acceptormaterialet er godt til at absorbere elektroner og give huller, og har en negativ ladning efter blanding. Fulleren (C60) er et typisk acceptormateriale.
Excitoner er bundne elektronhulpar, som er stimulerede kvasipartikler. Efter at være blevet stimuleret adskilles elektronerne og hullerne, men elektronhulparrene tiltrækker stadig hinanden gennem den elektrostatiske Coulomb-kraft, som ikke kan adskilles fuldstændigt på grund af Coulomb-binding, og danner excitoner. Der er to typer excitoner, watt
Wannier Mottexcition og Frenkel exciton. Varni-modelexcitoner findes i krystallinske siliciumhalvledere, hvor elektroner exciteret ind i ledningsbåndet og huller i valensbåndet danner bundne tilstande med en svag Coulomb-kraft på omkring {{0}}.01 eV. Frenkel-excitoner findes i donormaterialer i organiske medier, og Coulomb-kraften mellem dem er stærk, omkring 0,3 eV