Solcellematerialer

Det finnes mange typer materialer for solceller, inkludert amorft silisium, polykrystallinsk silisium, CdTe, CuInxGa (1-x) Se2 og andre halvledere, eller elementer av tre, fem og seks grupper koblet sammen. Kort sagt, materialene som genererer elektrisitet etter belysning er materialene som solceller ser etter.
Solladestasjonen for elektriske kjøretøy tester hovedsakelig reaksjonen og absorpsjonen av lys gjennom forskjellige produksjonsprosesser og metoder for å oppnå et revolusjonerende gjennombrudd ved å kombinere et bredt energigap og tillate full absorpsjon av kort eller lang bølgelengde, for å redusere materialkostnadene.
Det finnes også typer solceller: substrattype eller tynnfilmtype. Substratet kan deles i enkeltkrystalltype eller avkjøles til polykrystallinske blokker etter oppløsning. Tynnfilmtypen kan bedre kombineres med bygget. Hvis det er krumning eller fleksibel type eller foldet type, er materialet vanligvis amorft silisium. Det er også en slags organisk eller nanomateriale forskning og utvikling, som fortsatt er prospektiv forskning og utvikling. Derfor har vi hørt om forskjellige generasjoner av solceller: den første generasjonen av silisiumbasert substrat, den andre generasjonen tynnfilm, den tredje generasjonen av nytt konsept forskning og utvikling, og fjerde generasjon komposittfilmmaterialer.
Den første generasjonen solceller har den lengste utviklingen og den mest modne teknologien. Det kan deles inn i monokrystallinsk silisium, polykrystallinsk silisium og amorft silisium. Når det gjelder bruk, var monokrystallinsk silisium og polykrystallinsk silisium hoveddelen.
Andre generasjons tynnfilmsolceller er produsert ved tynnfilmprosess. Arten kan deles inn i Cadmium Telluride CdTe, Copper Indium Selenide CIS, Copper Indium Gallium Selenide CIGS, Gallium Arsenide GaAs
Den største forskjellen mellom tredje generasjons batteri og forrige generasjons batteri er introduksjonen av organisk materiale og nanoteknologi i produksjonsprosessen. Det er fotokjemiske solceller, fargefølsomme solceller, polymersolceller og nanokrystallinske solceller.
Fjerde generasjon skal lage flerlagsstruktur for den tynne filmen som absorberer lys fra batteriet.
Noe batteriproduksjonsteknologi. Ikke bare én type batteri kan produseres. For eksempel, i prosessen med polysilisium, kan både typen silisiumkrystallplate og typen tynnfilm produseres.
Vanlige polymersolcellematerialer inkluderer polyvinylkarbazol (PVK), polyacetylen (PA), poly-fenylenvinylen (PPV) og polytiofen (PTh).
(1) Polyvinylkarbazol (PVK)
Blant polymerene med fotoelektrisk aktivitet er PVK den tidligst oppdagede og mest fullstendig studerte. Sidegruppen har et stort elektronisk konjugasjonssystem, som kan absorbere ultrafiolett lys. De eksiterte elektronene kan migrere fritt gjennom ladningskomplekset som dannes av den tilstøtende karbazolringen. De er vanligvis dopet med I2, SbCl3, trinitrofluorenon (TNF) og nitrostilbenbenzenderivatet tetracyanokinon (TCNQ).
(2) Polyacetylen (PA)
PA er den elektroniske polymeren med den høyeste ledningsevnen målt så langt. Polymeriseringsmetodene inkluderer hovedsakelig Shirakawa Yingshu-metoden, Namm-metoden, Durham-metoden og sjeldne jordarts-katalytiske system. Yingshu Shirakawa bruker Ziegler-Natta-katalysator med høy konsentrasjon, nemlig TiOBu4-A1Et3, for direkte å fremstille selvbærende polyacetylenfilm med metallisk glans fra gassfaseacetylen; Filmen er dannet på det orienterte flytende krystallsubstratet, og PA-filmen er også sterkt orientert. Karakteristikken for Narrman-metoden er at polymerisasjonskatalysatoren "aldres ved høy temperatur", slik at de mekaniske egenskapene og stabiliteten til polymeren er betydelig forbedret.
(3) Polyfenylenvinylen (PPV)
De siste årene er PPV-materialer de mest brukte innen optoelektronikk og har den høyeste enhetseffektiviteten. På grunn av sin konjugerte struktur er molekylkjeden veldig stiv, ofte vanskelig å smelte og oppløse, og vanskelig å behandle. Metoden for å oppnå løselig PPV er å introdusere minst én langkjedet alkan i benzenringen. Antallet alkaner skal være minst 6. Det er også funnet at løseligheten til rette alkaner med forgrenede substituenter er bedre enn for rette alkaner med samme karbontall. Det representative materialet er MEH-PPV (MEH; 2-metoksy-5 (2'-etylheksoksy)), som har god løselighet og er praktisk å bruke; Den forbudte båndbredden er 2,1eV, som er relativt moderat.
(4) Polytiofen (PT) derivater
Blant alle konjugerte polymerer er polytiofen et veldig godt fotovoltaisk materiale. På grunn av dets passende båndgap og høye hullmobilitet, har det blitt et av forskningshotspotene for organiske fotovoltaiske materialer de siste årene. Blant dem har solcelleanleggene med blandingsfilmen av regionalt strukturert poly (3-heksyl) tiofen (P3HT) og løselig C60-derivat PCBM som det aktive laget den høyeste energikonverteringseffektiviteten under varmebehandling, og energikonverteringseffektiviteten har nådd rundt 5 prosent. Derfor har utformingen og syntesen av nye polytiofenderivater, studiet av forholdet mellom strukturen og egenskapene til polytiofen, og forbedringen av egenskapene til polytiofenderivater gjennom strukturell modifikasjon tiltrukket forskernes oppmerksomhet. Fra fotovoltaiske materialers perspektiv bør disse polytiofenderivatene ha de mest grunnleggende egenskapene: god løselighet og filmdannelse, bredt absorpsjonsspektrum (spesielt i området med synlig lys) og høy bærermobilitet.