Son yıllarda dünyanın yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmesiyle birlikte yüksek verimli güneş pillerine olan talep de istikrarlı bir şekilde artıyor. Çeşitli güneş pili türleri arasında Tüm Arka Temas Hücreleri (ABC Hücreleri) umut verici bir teknoloji olarak ortaya çıkmıştır. Tüm Arka Temas Hücrelerinin lider tedarikçisi olarak, bu hücreleri benzersiz ve yüksek verimli kılan kimyasal özellikleri araştırmaktan heyecan duyuyorum.
Tüm Geri Kontak Hücrelerinin Kimyasal Bileşimi
Tüm Arka Kontak Hücreleri, mükemmel yarı iletken özelliklerinden dolayı güneş pili endüstrisinde en yaygın malzeme olan kristalin silikon kullanılarak üretilir. Bu hücrelerdeki ana kimyasal element silikondur (Si). Saf silikon, karakteristik gri metalik parlaklığa sahip bir metaloiddir. Yaklaşık 1414 °C gibi nispeten yüksek bir erime noktasına ve yarı iletken davranışı için çok önemli olan kristal bir yapıya sahiptir.
Tüm Arka Kontak Hücreleri bağlamında tek kristalli silikon, poli-kristalli silikona kıyasla daha iyi elektriksel özellikleri nedeniyle sıklıkla tercih edilir. Tek kristalli silikon, yük taşıyıcılarının (elektronlar ve delikler) daha verimli hareket etmesine olanak tanıyan düzgün bir kristal kafes yapısına sahiptir. Bu, güneş enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürülmesi için gereklidir.
Silikonun elektriksel iletkenliğini arttırmak için doping önemli bir kimyasal işlemdir. Doping, silikon kafesine küçük miktarlarda yabancı maddelerin sokulmasını içerir. Tüm Arka Temas Hücreleri için yaygın olarak iki tür katkı kullanılır: n - tipi ve p - tipi katkılama.
N tipi katkılama, fosfor (P) gibi elementlerin eklenmesiyle elde edilir. Fosforun beş değerlik elektronu varken silikonun dört değerlik elektronu vardır. Fosfor atomları silikon kafesine dahil edildiğinde, fazladan elektron serbest bir elektron haline gelir ve malzemedeki elektron konsantrasyonu artar. Bu, aşırı miktarda negatif yük taşıyıcısı yaratır, dolayısıyla n - tipi (negatif - tip) adı verilir.
P tipi katkılama ise bor (B) gibi elementlerin eklenmesiyle gerçekleştirilir. Borun yalnızca üç değerlik elektronu vardır. Kafesteki silikon atomlarının yerini bor atomları aldığında, elektron eksikliği oluşur ve "delikler" oluşur. Delikler pozitif yüklü taşıyıcılar olarak düşünülebilir ve ortaya çıkan malzeme p - tipi (pozitif - tip) olarak bilinir.
Tamamen Arka Temas Hücresinde, p - tipi ve n - tipi bölgeler, hücrenin arka tarafında dikkatlice düzenlenmiştir. Bu, güneş ışığı silikon tarafından emildiğinde oluşan yük taşıyıcılarının verimli bir şekilde ayrılmasına olanak tanır. Fotonların emilmesiyle oluşturulan elektron-delik çiftleri daha sonra uygun elektrotlarda toplanarak ışık enerjisini elektrik enerjisine dönüştürür.
Tüm Geri Kontakt Hücre Operasyonlarında Kimyasal Reaksiyonlar
Tümüyle Geri Temas Hücresinin çalışması bir dizi kimyasal ve fiziksel sürece dayanmaktadır. Güneş ışığı hücrenin ön yüzeyine çarptığında yeterli enerjiye sahip fotonlar silikon tarafından emilir. Bu soğurma işlemi, elektronları valans bandından iletim bandına uyararak elektron-boşluk çiftleri oluşturur.
İletim bandındaki uyarılmış elektronlar ve valans bandındaki delikler, p-n bağlantısının yarattığı yerleşik elektrik alanı nedeniyle ayrılır. P - n bağlantısı, p - tipi ve n - tipi bölgeler arasındaki arayüzde oluşturulur. Elektrik alanı elektronları n tipi bölgeye, delikleri ise p tipi bölgeye doğru iter.
Yük taşıyıcıları ilgili bölgelere ulaştıktan sonra hücrenin arka kısmında bulunan metal kontaklar tarafından toplanır. Genellikle alüminyum veya gümüş gibi malzemelerden yapılan metal kontaklar, elektronların akışı için düşük dirençli bir yol sağlar. Metal kontaklar ve silikon arasındaki kimyasal etkileşim, verimli yük toplama için çok önemlidir.
Örneğin metal ile silikon arasında iyi bir ohmik temasın oluşması esastır. Ohmik kontak, önemli voltaj düşüşleri olmadan her iki yönde de kolay akım akışına izin verir. Bu genellikle, metal atomlarının arayüzdeki silikon atomlarıyla reaksiyona girerek uygun elektriksel özelliklere sahip yeni bir bileşik oluşturduğu, metal-silisyum alaşımı adı verilen bir işlemi içerir.
Bir diğer önemli husus ise silikon yüzeyin korunmasıdır. All Back Contact Cell'in ön yüzeyi genellikle silikon nitrür (Si₃N₄) gibi ince bir yansıma önleyici malzeme tabakasıyla kaplanır. Bu katman güneş ışığının yansımasını azaltarak daha fazla fotonun silikon tarafından emilmesini sağlar. Yansıma önleyici katmanın biriktirilmesi, tipik olarak kimyasal buhar biriktirmeyi (CVD) içeren kimyasal bir işlemdir. CVD'de gaz halindeki öncüler, istenen ince filmi oluşturmak için silikon yüzeyinde reaksiyona girer.
Kimyasal Kararlılık ve Dayanıklılık
Tüm Arka Temas Hücrelerinin tedarikçisi olarak kimyasal stabilite ve dayanıklılığın önemini anlıyoruz. Tüm Arka Kontak Hücreleri çeşitli çevre koşullarında çalışacak şekilde tasarlanmıştır ve performanslarını uzun süre korumaları gerekir.
Hücredeki silikon malzeme normal çalışma koşulları altında nispeten stabildir. Ancak zamanla oksidasyon ve nem gibi faktörlerden dolayı bozulmaya yatkın olabilir. Oksidasyonu önlemek için genellikle silikon yüzeyine bir pasivasyon katmanı uygulanır. Silikon dioksit (SiO₂) gibi malzemelerden yapılabilen bu katman, silikon ile çevre ortam arasında bir bariyer görevi görerek oksidasyon oranını azaltır.
Nem ayrıca güneş pillerinde sorunlara neden olabilir. Su molekülleri silikon ve metal temas noktalarıyla reaksiyona girerek korozyona ve performansın düşmesine neden olabilir. Bu sorunu çözmek için Tüm Arka Temas Hücreleri genellikle etilen - vinil asetat (EVA) ve bir arka tabaka gibi malzemelerle kapsüllenir. EVA, hücreyi yalıtan ve nemin girmesini önleyen koruyucu bir katman sağlarken, arka tabaka ek mekanik destek ve koruma sağlar.
Tüm Geri Kontakt Hücrelerin Kimyasal Tasarımının Avantajları
Tüm Arka Kontak Hücrelerinin benzersiz kimyasal tasarımı çeşitli avantajlar sunar. Öncelikle tüm elektrik kontakları hücrenin arka kısmına yerleştirilerek ön yüzeyin kontaklardan kaynaklanan gölgelenmelerden arındırılması sağlanır. Bu, güneş ışığının maksimum emilimine izin vererek daha yüksek dönüşüm verimliliğine yol açar.
İkinci olarak arka tarafta p-tipi ve n-tipi bölgelerin ayrılması daha verimli yük toplamaya olanak sağlıyor. Dikkatlice tasarlanmış katkılama profilleri ve temas modelleri, güneş pillerinde önemli bir kayıp mekanizması olan yük taşıyıcılarının rekombinasyonunu en aza indirir.
Tüm Arka Kontak Hücrelerinin kimyasal stabilitesi ve dayanıklılığı da uzun vadeli performanslarına katkıda bulunur. Uygun kapsülleme ve pasifleştirme ile bu hücreler 25 yıldan fazla bir süre boyunca verimliliklerini koruyabilirler ve bu da onları güneş enerjisi sistemleri için güvenilir bir seçim haline getirir.
Satın Alma ve İşbirliği İçin İletişim
Tüm Arka Kontak Hücrelerini güneş enerjisi projelerinize dahil etmekle ilgileniyorsanız, sizden haber almaktan memnuniyet duyarız. lider tedarikçisi olarakTümü Geri İletişim Hücresi, mükemmel performansa sahip yüksek kaliteli ürünler sunuyoruz. İster küçük ölçekli bir kurulumcu, ister büyük ölçekli bir enerji geliştiricisi olun, uzman ekibimiz size ihtiyaçlarınızı karşılayacak doğru çözümleri sağlayabilir. Gereksinimleriniz hakkında bir tartışma başlatmak ve kullanım olanaklarını keşfetmek için bugün bizimle iletişime geçin.Hepsi Geri Kontakt Güneş Pilleriprojelerinizde.
Referanslar
- Green, MA, Emery, K., Hishikawa, Y., Warta, W. ve Dunlop, ED (2014). Güneş pili verimlilik tabloları (versiyon 43). Fotovoltaikte İlerleme: Araştırma ve Uygulamalar, 22(1), 1 - 9.
- Sze, SM ve Ng, KK (2007). Yarı iletken cihazların fiziği. John Wiley ve Oğulları.
- Luque, A. ve Hegedus, S. (Ed.). (2003). Fotovoltaik bilimi ve mühendisliği el kitabı. John Wiley ve Oğulları.
