Solcellsmaterial

Det finns många typer av material för solceller, inklusive amorft kisel, polykristallint kisel, CdTe, CuInxGa (1-x) Se2 och andra halvledare, eller element av tre, fem och sex grupper kopplade samman. Kort sagt, de material som genererar elektricitet efter belysning är de material som solceller letar efter.
Laddningsstationen för elfordon för solenergi testar huvudsakligen reaktionen och absorptionen av ljus genom olika tillverkningsprocesser och metoder för att uppnå ett revolutionerande genombrott genom att kombinera ett brett energigap och tillåta full absorption av kort eller lång våglängd, för att minska materialkostnaderna.
Det finns också typer av solceller: substrattyp eller tunnfilmstyp. Substratet kan delas i enkristalltyp eller kylas till polykristallina block efter upplösning. Den tunnfilmstypen kan bättre kombineras med byggnaden. Om det finns krökning eller flexibel typ eller vikt typ är materialet vanligtvis amorft kisel. Det finns också ett slags organiskt eller nanomaterial forskning och utveckling, som fortfarande är prospektiv forskning och utveckling. Därför har vi hört talas om olika generationer av solceller: den första generationen av substratbaserad kisel, den andra generationen av tunnfilm, den tredje generationen av forskning och utveckling av nya koncept, och den fjärde generationen av kompositfilmmaterial.
Den första generationen solceller har den längsta utvecklingen och den mest mogna tekniken. Det kan delas in i monokristallint kisel, polykristallint kisel och amorft kisel. När det gäller tillämpning var monokristallint kisel och polykristallint kisel huvuddelen.
Den andra generationens tunnfilmssolceller tillverkas genom tunnfilmsprocess. Arten kan delas in i Cadmium Telluride CdTe, Copper Indium Selenide CIS, Copper Indium Gallium Selenide CIGS, Gallium Arsenide GaAs
Den största skillnaden mellan tredje generationens batteri och föregående generations batteri är införandet av organiskt material och nanoteknik i tillverkningsprocessen. Det finns fotokemiska solceller, färgkänsliga solceller, polymersolceller och nanokristallina solceller.
Den fjärde generationen ska göra flerskiktsstruktur för den tunna filmen som absorberar ljus från batteriet.
Viss batteritillverkningsteknik. Inte bara en typ av batteri kan tillverkas. Till exempel, i processen med polykisel, kan både typen av kiselkristallplatta och typen av tunn film tillverkas.
Vanliga polymera solcellsmaterial inkluderar polyvinylkarbazol (PVK), polyacetylen (PA), poly-fenylenvinylen (PPV) och polytiofen (PTh).
(1) Polyvinylkarbazol (PVK)
Bland polymererna med fotoelektrisk aktivitet är PVK den tidigast upptäckta och mest fullständigt studerade. Dess sidogrupp har ett stort elektroniskt konjugationssystem, som kan absorbera ultraviolett ljus. De exciterade elektronerna kan migrera fritt genom laddningskomplexet som bildas av den intilliggande karbazolringen. De är vanligtvis dopade med I2, SbCl3, trinitrofluorenon (TNF) och nitrostilbenbensenderivat tetracyanokinon (TCNQ).
(2) Polyacetylen (PA)
PA är den elektroniska polymeren med den högsta konduktiviteten som har uppmätts hittills. Dess polymerisationsmetoder inkluderar huvudsakligen Shirakawa Yingshu-metoden, Namm-metoden, Durham-metoden och sällsynta jordartsmetaller. Yingshu Shirakawa använder Ziegler-Natta-katalysator med hög koncentration, nämligen TiOBu4-A1Et3, för att direkt framställa självbärande polyacetylenfilm med metallglans från gasfasacetylen; Filmen bildas på det orienterade flytande kristallsubstratet, och PA-filmen är också mycket orienterad. Kännetecknande för Narrman-metoden är att polymerisationskatalysatorn "åldras vid hög temperatur", så att polymerens mekaniska egenskaper och stabilitet förbättras avsevärt.
(3) Polyfenylenvinylen (PPV)
Under de senaste åren är PPV-material de mest använda inom optoelektronikområdet och har den högsta enhetseffektiviteten. På grund av sin konjugerade struktur är molekylkedjan mycket stel, ofta svår att smälta och lösa upp och svår att bearbeta. Metoden för att erhålla löslig PPV är att införa minst en långkedjig alkan i bensenringen. Antalet alkaner ska vara minst 6. Man har också funnit att lösligheten för raka alkaner med grenade substituenter är bättre än för raka alkaner med samma kolantal. Det representativa materialet är MEH-PPV (MEH; 2-metoxi-5 (2'-etylhexoxi)), som har god löslighet och är bekväm att använda; Den förbjudna bandbredden är 2,1 eV, vilket är relativt måttligt.
(4) Polytiofen (PT) derivat
Bland alla konjugerade polymerer är polytiofen ett mycket bra fotovoltaiskt material. På grund av dess lämpliga bandgap och höga hålrörlighet har det blivit en av forskningshotspots för organiska solcellsmaterial de senaste åren. Bland dem har solcellsapparaterna med blandningsfilmen av regionalt strukturerad poly({0}}hexyl)tiofen (P3HT) och lösligt C60-derivat PCBM som det aktiva skiktet den högsta energiomvandlingseffektiviteten under värmebehandling och energiomvandlingseffektiviteten har nått cirka 5 procent. Därför har designen och syntesen av nya polytiofenderivat, studiet av förhållandet mellan strukturen och egenskaperna hos polytiofen och förbättringen av egenskaperna hos polytiofenderivat genom strukturell modifiering tilldragit sig forskarnas uppmärksamhet. Ur fotovoltaiska materials perspektiv bör dessa polytiofenderivat ha de mest grundläggande egenskaperna: god löslighet och filmbildning, brett absorptionsspektrum (särskilt i området med synligt ljus) och hög bärarmobilitet.