Saules elementu materiāli

Saules baterijām ir daudz dažādu materiālu, tostarp amorfais silīcijs, polikristāliskais silīcijs, CdTe, CuInxGa (1-x) Se2 un citi pusvadītāji vai trīs, piecu un sešu grupu elementi, kas savienoti kopā. Īsāk sakot, materiāli, kas ģenerē elektrību pēc apgaismojuma, ir tie materiāli, kurus meklē saules baterijas.
Elektrisko transportlīdzekļu saules uzlādes stacija galvenokārt pārbauda gaismas reakciju un absorbciju, izmantojot dažādus ražošanas procesus un metodes, lai panāktu revolucionāru izrāvienu, apvienojot plašu enerģijas spraugu un ļaujot pilnībā absorbēt īsu vai garu viļņu garumu, lai samazinātu materiālu izmaksas.
Ir arī saules bateriju veidi: substrāta tips vai plānslāņa tips. Substrātu pēc izšķīdināšanas var sadalīt monokristāliskos vai atdzesēt polikristāliskos blokos. Plānās plēves tipu var labāk apvienot ar ēku. Ja ir izliekums vai elastīgs vai salocīts veids, materiāls parasti ir amorfs silīcijs. Ir arī sava veida organisko vai nanomateriālu izpēte un izstrāde, kas joprojām ir perspektīva pētniecība un attīstība. Tāpēc mēs esam dzirdējuši par dažādu paaudžu saules baterijām: pirmās paaudzes substrāta silīcija bāzes, otrās paaudzes plānās plēves, trešās paaudzes jaunas koncepcijas izpētes un izstrādes un ceturtās paaudzes kompozītmateriālu plēves.
Pirmās paaudzes saules baterijām ir visilgākā attīstība un visnobriedušākā tehnoloģija. To var iedalīt monokristāliskā silīcijā, polikristāliskā silīcijā un amorfā silīcijā. Runājot par pielietojumu, lielākā daļa bija monokristāliskais silīcijs un polikristāliskais silīcijs.
Otrās paaudzes plānslāņa saules baterijas tiek ražotas plānās plēves procesā. Sugas var iedalīt kadmija tellurīda CdTe, vara indija selenīda CIS, vara indija gallija selenīda CIGS, gallija arsenīda GaAs.
Lielākā atšķirība starp trešās paaudzes akumulatoru un iepriekšējās paaudzes akumulatoru ir organisko vielu un nanotehnoloģiju ieviešana ražošanas procesā. Ir fotoķīmiskās saules baterijas, krāsu gaismjutīgās saules baterijas, polimēru saules baterijas un nanokristāliskas saules baterijas.
Ceturtās paaudzes mērķis ir izveidot daudzslāņu struktūru plānai plēvei, kas absorbē gaismu no akumulatora.
Dažas akumulatoru ražošanas tehnoloģijas. Var ražot ne tikai viena veida akumulatorus. Piemēram, polisilīcija procesā var izgatavot gan silīcija kristāla plāksni, gan plānas plēves veidu.
Parastie polimēru saules bateriju materiāli ir polivinilkarbazols (PVK), poliacetilēns (PA), polifenilēnvinilēns (PPV) un politiofēns (PTh).
(1) Polivinilkarbazols (PVK)
Starp polimēriem ar fotoelektrisko aktivitāti PVK ir agrāk atklātais un vispilnīgāk izpētītais. Tās sānu grupai ir liela elektroniskā konjugācijas sistēma, kas spēj absorbēt ultravioleto gaismu. Ierosinātie elektroni var brīvi migrēt caur lādiņu kompleksu, ko veido blakus esošais karbazola gredzens. Tie parasti ir leģēti ar I2, SbCl3, trinitrofluorenonu (TNF) un nitrostilbēbenbenzola atvasinājumu tetraciānhinonu (TCNQ).
(2) Poliacetilēns (PA)
PA ir elektroniskais polimērs ar augstāko līdz šim izmērīto vadītspēju. Tās polimerizācijas metodes galvenokārt ietver Shirakawa Yingshu metodi, Namm metodi, Durham metodi un retzemju katalītisko sistēmu. Yingshu Shirakawa izmanto Ziegler-Natta katalizatoru ar augstu koncentrāciju, proti, TiOBu4-A1Et3, lai tieši sagatavotu pašnesošu poliacetilēna plēvi ar metālisku spīdumu no gāzes fāzes acetilēna; Filma tiek veidota uz orientēta šķidro kristālu substrāta, un arī PA plēve ir ļoti orientēta. Narrman metodes īpašība ir tāda, ka polimerizācijas katalizators tiek "novecots augstā temperatūrā", tādējādi ievērojami uzlabojas polimēra mehāniskās īpašības un stabilitāte.
(3) Polifenilēnvinilēns (PPV)
Pēdējos gados PPV materiāli ir visplašāk izmantoti optoelektronikas jomā, un tiem ir visaugstākā ierīču efektivitāte. Konjugētās struktūras dēļ molekulārā ķēde ir ļoti stingra, to bieži ir grūti izkausēt un izšķīdināt, un to ir grūti apstrādāt. Šķīstoša PPV iegūšanas metode ir vismaz viena garas ķēdes alkāna ievadīšana benzola gredzenā. Alkānu skaitam jābūt vismaz 6. Ir arī konstatēts, ka taisnu alkānu šķīdība ar sazarotiem aizvietotājiem ir labāka nekā taisnu alkānu šķīdība ar tādu pašu oglekļa atomu skaitu. Reprezentatīvais materiāls ir MEH-PPV (MEH; 2-metoksi-5 (2 '- etilheksoksi)), kam ir laba šķīdība un ērts lietošanā; Aizliegtais joslas platums ir 2,1 eV, kas ir salīdzinoši mērens.
(4) Politiofēna (PT) atvasinājumi
Starp visiem konjugētajiem polimēriem politiofēns ir ļoti labs fotoelementu materiāls. Atbilstošās joslas spraugas un lielās caurumu mobilitātes dēļ pēdējos gados tas ir kļuvis par vienu no organisko fotoelektrisko materiālu pētniecības karstajiem punktiem. Tostarp fotoelektriskajām ierīcēm ar reģionāli strukturēta poli (3-heksil) tiofēna (P3HT) un šķīstošā C60 atvasinājuma PCBM kā aktīvo slāni maisījuma plēve ir visaugstākā enerģijas pārveidošanas efektivitāte termiskā apstrādē un enerģijas pārveidošanas efektivitāte. ir sasniedzis aptuveni 5 procentus. Tāpēc pētnieku uzmanību ir piesaistījusi jaunu politiofēna atvasinājumu projektēšana un sintēze, politiofēna struktūras un īpašību sakarību izpēte un politiofēna atvasinājumu īpašību uzlabošana ar strukturālu modifikāciju palīdzību. No fotoelektrisko materiālu viedokļa šiem politiofēna atvasinājumiem vajadzētu būt visvienkāršākajām īpašībām: laba šķīdība un plēves veidošanās, plašs absorbcijas spektrs (īpaši redzamās gaismas reģionā) un augsta nesēja mobilitāte.