Clasificación de baterías solares: el segundo tipo de baterías solares

1. Baterías solares de película delgada de telururo de cadmio

CdTe es un semiconductor compuesto con Eg de 1,45 eV. CdTe se ha convertido en un nuevo tipo de material de batería solar de película delgada con buenas perspectivas de aplicación debido a su alta capacidad de absorción de luz y la deposición de grandes áreas de películas de CdTe. Sin embargo, debido al efecto de autocompensación de CdTe, es difícil preparar una homounión de alta conductividad, por lo que las baterías reales son en su mayoría baterías de película delgada de heterounión. Los CD y CdTe tienen poca diferencia en las constantes de red y, por lo general, son los mejores materiales de ventana utilizados en las baterías de película delgada de CdTe. Los métodos de preparación de películas delgadas de CdTe incluyen principalmente epitaxia en fase líquida (LPE), sublimación en el espacio cercano, deposición por transporte de vapor, pulverización catódica, deposición electroquímica y descomposición térmica por pulverización.
La alta eficiencia de la película delgada de CdTe baterías solares hace que ocupen una cierta participación en el mercado fotovoltaico, y las baterías solares de película delgada CdTe pueden lograr flexibilidad y transparencia, lo que aumenta sus perspectivas de aplicación en las industrias automotriz y de la construcción. Sin embargo, tanto el Cd como el Te son elementos tóxicos que limitan en cierta medida la promoción y aplicación de las baterías solares de película fina de CdTe. Por lo tanto, el enfoque de la investigación futura debe ser reducir el contenido de elementos tóxicos mientras se mejora la eficiencia o mejorar la estabilidad de la batería y reducir el riesgo de fuga de elementos tóxicos.

2. Baterías solares de película fina de GaAs

GaAs es un material semiconductor compuesto de grupo III-V de banda prohibida directa (Eg = 1.43eV). Los métodos de preparación de las baterías solares de película delgada de GaAs han pasado por el método de difusión, LPE, deposición de vapor químico orgánico metálico (MOCVD), etc.
Las baterías solares de película delgada de GaAs tienen muchas ventajas, como una alta eficiencia de conversión, buena resistencia a la radiación y resistencia a altas temperaturas, y se pueden convertir en baterías solares de heterosustrato y baterías solares de unión múltiple, lo que aumenta las posibilidades de aplicación de la energía solar de GaAs. Baterías en aeroespacial. Sin embargo, el costo de producción de las baterías de película delgada de GaAs es demasiado alto y las propiedades tóxicas del As limitan la aplicación de tales baterías en el campo civil. Por lo tanto, el enfoque de futuras investigaciones debe ser simplificar el proceso de fabricación de la batería y encontrar elementos abundantes y no tóxicos para reemplazar el elemento As, para ampliar el espacio de aplicación de este tipo de batería solar.

3. Baterías solares de película delgada de cobre, indio, galio y seleniuro

Las baterías solares de película delgada CIGS están hechas de baterías solares de película delgada de seleniuro de indio y cobre (CIS) al reemplazar parte del indio (In) con el elemento Ga. La estructura típica de las baterías solares de película delgada CIGS es TCO/ZnO/CdS/CIGS/electrodo posterior/sustrato. Los principales métodos de preparación de las baterías solares de película delgada CIGS son pulverización catódica, MOCVD, pulverización líquida, pirólisis por pulverización, serigrafía y electrodeposición.
Las baterías solares de película delgada CIGS tienen las ventajas de una alta eficiencia, una larga vida útil, ningún efecto de fotodegradación y pueden depositarse en sustratos metálicos y de polímeros flexibles. Sin embargo, las baterías solares de película delgada CIGS también tienen algunas desventajas, como muchos materiales sintéticos, procesos de síntesis complejos y elementos raros In y elementos tóxicos Cd en los materiales sintéticos, que no solo hacen que la batería cueste demasiado, sino que también causan daños ambientales graves. contaminación. Apuntando a las desventajas de los elementos raros o tóxicos, Zn y Sn económicos se utilizan para reemplazar costosos In y Ga para obtener baterías solares de película delgada de Cu2ZnSn (S, Se) 4 (CZTSSe) similares a las baterías CIGS. Las baterías solares de película delgada CZTSSe no solo son respetuosas con el medio ambiente, sino que también CZTSSe es un material de banda prohibida directa con un gran coeficiente de absorción. Por lo tanto, al reducir el grosor de la batería de película delgada, se puede reducir el número de materiales utilizados, reduciendo así el costo total de este tipo de batería.