การจำแนกประเภทแบตเตอรี่โซลาร์ - ประเภทที่สองของแบตเตอรี่โซลาร์

1. แบตเตอรี่เซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบางแคดเมียมเทลลูไรด์

CdTe เป็นเซมิคอนดักเตอร์เชิงประกอบที่มี Eg เท่ากับ 1.45 eV. CdTe ได้กลายเป็นวัสดุแบตเตอรี่เซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบางชนิดใหม่ที่มีแนวโน้มการใช้งานที่ดีเนื่องจากความสามารถในการดูดซับแสงสูงและการเคลือบฟิล์ม CdTe ขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากผลกระทบการชดเชยตนเองของ CdTe ทำให้ยากที่จะเตรียมโฮโมจังค์ชันที่มีความนำไฟฟ้าสูง ดังนั้น แบตเตอรี่จริงส่วนใหญ่จึงเป็นแบตเตอรี่ฟิล์มบางแบบเฮเทอโรจังค์ชัน. CDs และ CdTe มีความแตกต่างในค่าคงที่ของตาข่ายน้อยและมักจะเป็นวัสดุหน้าต่างที่ดีที่สุดที่ใช้ในแบตเตอรี่ฟิล์มบาง CdTe. วิธีการเตรียมฟิล์ม CdTe ส่วนใหญ่รวมถึงการสร้างผลึกในเฟสของเหลว (LPE), การระเหิดในอวกาศใกล้เคียง, การเคลือบด้วยการขนส่งไอ, การพ่น, การเคลือบด้วยไฟฟ้าเคมี, และการสลายตัวด้วยการพ่นความร้อน.
ประสิทธิภาพสูงของฟิล์มบาง CdTe แบตเตอรี่โซลาร์เซลล์ ทำให้พวกเขามีส่วนแบ่งในตลาดพลังงานแสงอาทิตย์ และแบตเตอรี่โซลาร์เซลล์ฟิล์มบาง CdTe สามารถบรรลุความยืดหยุ่นและความโปร่งใส ซึ่งเพิ่มโอกาสในการใช้งานในอุตสาหกรรมยานยนต์และการก่อสร้าง อย่างไรก็ตาม ทั้ง Cd และ Te เป็นธาตุที่เป็นพิษ ซึ่งจำกัดการส่งเสริมและการใช้งานของแบตเตอรี่โซลาร์เซลล์ฟิล์มบาง CdTe ไปในระดับหนึ่ง ดังนั้น จุดสนใจของการวิจัยในอนาคตควรอยู่ที่การลดปริมาณธาตุพิษในขณะที่ปรับปรุงประสิทธิภาพ หรือปรับปรุงเสถียรภาพของแบตเตอรี่เองและลดความเสี่ยงของการรั่วไหลของธาตุพิษ.

2. แบตเตอรี่เซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบาง GaAs

GaAs เป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์กลุ่ม III-V ที่มีช่องว่างพลังงานตรง (Eg=1.43eV) วิธีการเตรียมฟิล์มบาง GaAs สำหรับแบตเตอรี่โซลาร์ได้ผ่านวิธีการแพร่กระจาย, LPE, การตกตะกอนไอเคมีโลหะ-อินทรีย์ (MOCVD) และอื่นๆ.
แบตเตอรี่เซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบาง GaAs มีข้อดีหลายประการ เช่น ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานสูง ความต้านทานรังสีที่ดี และความต้านทานอุณหภูมิสูง และสามารถผลิตเป็นแบตเตอรี่เซลล์แสงอาทิตย์แบบ hetero-substrate และแบตเตอรี่เซลล์แสงอาทิตย์แบบ multi-junction ซึ่งเพิ่มโอกาสในการใช้งานของแบตเตอรี่เซลล์แสงอาทิตย์ GaAs ในอวกาศ อย่างไรก็ตาม ต้นทุนการผลิตแบตเตอรี่ฟิล์มบาง GaAs สูงเกินไป และคุณสมบัติที่เป็นพิษของ As จำกัดการใช้งานของแบตเตอรี่เหล่านี้ในภาคพลเรือน ดังนั้น จุดสนใจของการวิจัยในอนาคตควรอยู่ที่การทำให้กระบวนการผลิตแบตเตอรี่เรียบง่ายขึ้น และค้นหาองค์ประกอบที่มีอยู่มากมายและไม่เป็นพิษเพื่อแทนที่องค์ประกอบ As เพื่อขยายพื้นที่การใช้งานของแบตเตอรี่เซลล์แสงอาทิตย์ประเภทนี้.

3. แบตเตอรี่เซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบางทองแดงอินเดียมแกเลียมเซเลไนด์

แบตเตอรี่เซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบาง CIGS ทำจากฟิล์มบางทองแดงอินเดียมเซเลไนด์ (CIS) โดยการแทนที่ส่วนหนึ่งของอินเดียม (In) ด้วยธาตุ Ga โครงสร้างทั่วไปของแบตเตอรี่เซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบาง CIGS คือ TCO/ZnO/CdS/CIGS/อิเล็กโทรดด้านหลัง/ฐานรอง วิธีการเตรียมแบตเตอรี่เซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบาง CIGS หลักๆ ได้แก่ การสปัตเตอร์, MOCVD, การพ่นของเหลว, การพ่นพิโรไลซิส, การพิมพ์หน้าจอ, และการเคลือบอิเล็กโทรด.
แบตเตอรี่เซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบาง CIGS มีข้อดีคือ มีประสิทธิภาพสูง อายุการใช้งานยาวนาน ไม่มีผลกระทบจากการเสื่อมสภาพจากแสง และสามารถเคลือบลงบนพื้นผิวโพลีเมอร์และโลหะที่ยืดหยุ่นได้ อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่เซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบาง CIGS ยังมีข้อเสียบางประการ เช่น วัสดุสังเคราะห์จำนวนมาก กระบวนการสังเคราะห์ที่ซับซ้อน และองค์ประกอบที่หายาก In และองค์ประกอบที่เป็นพิษ Cd ในวัสดุสังเคราะห์ ซึ่งไม่เพียงทำให้ต้นทุนของแบตเตอรี่สูงเกินไป แต่ยังทำให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมอย่างรุนแรง ด้วยเป้าหมายในการแก้ไขข้อเสียขององค์ประกอบที่หายากหรือเป็นพิษ Zn และ Sn ที่มีราคาถูกจึงถูกนำมาใช้แทน In และ Ga ที่มีราคาแพงเพื่อให้ได้แบตเตอรี่เซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบาง Cu2ZnSn(S, Se)4 (CZTSSe) ที่คล้ายกับแบตเตอรี่ CIGS แบตเตอรี่เซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบาง CZTSSe ไม่เพียงแต่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม แต่ยัง CZTSSe เป็นวัสดุที่มีช่องว่างพลังงานตรงที่มีสัมประสิทธิ์การดูดซับสูง ดังนั้น โดยการลดความหนาของแบตเตอรี่ฟิล์มบาง จำนวนวัสดุที่ใช้สามารถลดลงได้ ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนรวมของแบตเตอรี่ประเภทนี้ลงได้.