Giới thiệu về các loại pin mặt trời linh hoạt

silic vô định hình
Độ dày của pin dẻo silicon (a-Si) vô định hình bằng 1/300 so với pin silicon tinh thể, điều này có thể giúp giảm chi phí nguyên liệu thô hơn nữa. Một bước đột phá trong pin dẻo silicon vô định hình là cấu trúc pin ngăn xếp ba mối nối được đề xuất vào năm 1997, giúp cải thiện hiệu quả chuyển đổi và độ ổn định, đồng thời đạt được hiệu suất chuyển đổi ổn định từ 8,0 phần trăm đến 8,5 phần trăm .
Lấy pin dẻo silicon vô định hình của Công ty United Solar Ovonic ở Hoa Kỳ làm ví dụ, cấu trúc pin ngăn xếp ba mối nối silicon vô định hình bao gồm ba lớp hấp thụ lớp tiếp giáp pn với các khoảng cách dải khác nhau. Pin trên cùng sử dụng silicon a-Si vô định hình với độ rộng vùng cấm 1,8 eV để hấp thụ ánh sáng xanh. Pin trung gian sử dụng a-SiGe hợp kim silicon germanium với độ rộng vùng cấm 1,6 eV, hấp thụ ánh sáng xanh lục và có hàm lượng Ge từ 10 phần trăm đến 15 phần trăm . Hợp kim silicon germani a-SiGe với độ rộng vùng cấm 1,4 eV cho pin phía dưới hấp thụ 40% đến 50% ánh sáng đỏ và hồng ngoại, với hàm lượng Ge cao. Sau khi ánh sáng mặt trời lần lượt đi qua ba lớp của lớp hấp thụ chất bán dẫn, vẫn còn một phần ánh sáng chưa được hấp thụ. Sau khi được phản xạ bởi lớp phản xạ ngược của Al/ZnO, nó quay trở lại ba lớp của lớp hấp thụ chất bán dẫn và trải qua một quá trình hấp thụ khác. Lớp phản xạ phía sau đóng vai trò bẫy ánh sáng. Bằng cách này, pin silicon dẻo vô định hình có thể hấp thụ ánh sáng đến và đi hiệu quả hơn, cải thiện hiệu suất chuyển đổi và công suất đầu ra, đồng thời đạt được hiệu suất tốt hơn trong điều kiện ánh sáng tán xạ và sự cố thấp.
Tính đến năm 2016, chỉ Xunli Solar đang sản xuất pin và linh kiện màng mỏng silicon dẻo vô định hình ở Trung Quốc, với hiệu suất chuyển đổi là 8-10 phần trăm và độ dày tổng thể chỉ 1,5mm. Trong các ứng dụng sản phẩm, ngoài các thành phần màng mỏng linh hoạt cuộn để cuộn, còn có các gói sạc gấp giúp mở rộng ứng dụng của silicon vô định hình linh hoạt.
đồng indi gali selen
Vào giữa những năm-1970, người ta bắt đầu nghiên cứu pin màng mỏng đồng indi gali selen (CIGS). Các màng mỏng CIGS thuộc về các tinh thể chalcopyrite với các khoảng trống vùng cấm có thể điều chỉnh được. Do yêu cầu của pin mặt trời về độ rộng vùng cấm từ 1 đến 1,7eV, độ rộng vùng cấm của CIGS có thể được điều chỉnh khi cần bằng cách thay đổi hàm lượng của các cation nhóm III In, Ga, Al và anion nhóm VI Se, S. So sánh đối với silicon vô định hình, tinh thể CIGS có ít khuyết tật bên trong hơn, hiệu suất ổn định hơn và tuổi thọ của mô-đun lên tới 25 năm. Trong quá trình sử dụng mô-đun, chuyển động của các ion đồng có thể sửa chữa các khuyết tật, do đó hiệu suất của mô-đun sẽ tiếp tục được cải thiện, điều này trái ngược với hiệu ứng phân rã quang hóa hoặc hiệu ứng SW (Staebler Wronskieflect) của silicon vô định hình.
Hữu cơ
Trong pin mặt trời quang điện hữu cơ (OPV), môi trường hấp thụ chất bán dẫn hữu cơ thường bao gồm hỗn hợp vật liệu cho và vật liệu nhận. Các vật liệu của nhà tài trợ rất tốt trong việc cho electron, hấp thụ lỗ trống và có điện tích dương sau khi trộn. Polyme liên hợp là vật liệu tài trợ điển hình. Vật liệu nhận có khả năng hấp thụ electron và tạo lỗ trống tốt, đồng thời có điện tích âm sau khi trộn. Fullerene (C60) là một vật liệu nhận điển hình.
Exciton là các cặp lỗ trống điện tử liên kết, là các hạt giả được kích thích. Sau khi bị kích thích, các điện tử và lỗ trống tách ra, nhưng các cặp điện tử lỗ trống vẫn hút nhau nhờ lực Coulomb tĩnh điện, lực này không thể tách ra hoàn toàn do liên kết Coulomb, tạo thành các exciton. Có hai loại exciton, watt
Wannier Mottexcition và Frenkel exciton. Các exciton mô hình Varni tồn tại trong chất bán dẫn silicon kết tinh, trong đó các electron bị kích thích vào vùng dẫn và các lỗ trống trong vùng hóa trị tạo thành các trạng thái liên kết, với lực Coulomb yếu khoảng {{0}}.01 eV. Các exciton Frenkel tồn tại trong các vật liệu cho trong môi trường hữu cơ và lực Coulomb giữa chúng rất mạnh, khoảng 0,3 eV