Una célula solar o la célula fotovoltaica es un dispositivo que convierte la energía ligera en energía eléctrica por el efecto fotovoltaico del . El Photovoltaics es el campo de la tecnología y de la investigación relacionadas con el uso de células solares como energía solar . La célula solar término es a veces reservada para los dispositivos previstos específicamente para capturar energía de luz del sol, mientras que se utiliza la célula fotovoltaica término cuando la fuente está sin especificar.
Una célula solar satisface solamente dos funciones: photogeneration de las ondas portadoras (electrones y agujeros ) en un material de luz-absorción, y separación de las ondas portadoras a un contacto conductor que transmitirá la electricidad (simplemente suspendidos, que llevan los electrones a través de un contacto del metal en un alambre o el otro circuito).
Las células solares tienen muchos usos. Las células individuales se utilizan para accionar los pequeños dispositivos tales como calculadoras electrónicas que las asambleas de de células se utilizan para hacer los módulos solares que se pueden alternadamente ligar en los órdenes fotovoltaicos éstos generan una forma de la electricidad reanudable, particularmente útil en situaciones donde está inasequible la corriente eléctrica de la rejilla por ejemplo en los sistemas eléctricos de la área remota, la tierra - satélites orbiting y las puntas de prueba de espacio, los radioteléfonos alejados y los usos de bombeo del agua . La electricidad fotovoltaica también se despliega cada vez más en los sistemas eléctricos Rejilla-atados
Historia
considera también: Cronología las células solares El " del término; photovoltaic" viene del φώς griego : " del significado de los phos del ; light", y " voltaic", el significar eléctrico, del nombre italiano Volta del físico, después de que se nombra voltio de la unidad de medida . El " del término; foto-voltaic" ha sido funcionando en inglés desde 1849.
El efecto fotovoltaico primero fue reconocido en el 1839 por el francés Alejandro-Edmundo Becquerel del físico. Sin embargo, no estaba hasta que el 1883 que la primera célula solar fue construida, al lado de Charles sinteriza, que cubrió el selenio del semiconductor con extremadamente una capa delgada del oro para formar las ensambladuras. El dispositivo era el solamente alrededor 1% eficiente. El Russell Ohl patentó la célula solar moderna en 1946 (, " " sensible a la luz del dispositivo del ;). Sven Ason Berglund tenía una patente anterior referente a métodos de aumentar la capacidad de células fotosensibles. La edad moderna de la tecnología de la energía solar llegó en 1954 en que los laboratorios de Bell, experimentando con los semiconductores, encontrados accidentalmente que el silicio dopado con ciertas impurezas era muy sensible a la luz.
Esto dio lugar a la producción de las primeras células solares prácticas con una eficacia de conversión de energía de la luz del sol del alrededor 6 por ciento. Rusia lanzó el primer satélite artificial en 1957, y el primer satélite artificial de los Estados Unidos fue lanzado en 1958 usar las células solares creadas por Peter Iles en un esfuerzo encabezado por Hoffman Electronics. La primera nave espacial para utilizar los paneles solares era el explorador basado en los satélites 1 de los E. Este jalón creó interés en producir y el lanzamiento de un satélite geoestacionario de las comunicaciones, en el cual la energía solar proporcionaría una fuente de alimentación viable. Éste era un desarrollo crucial que estimuló la financiación de varios gobiernos en la investigación para las células solares mejoradas.
En el 1970 el primer alto - las células solares eficaces de la heteroestructura del GaAs fueron creadas por el Zhores Alferov y su equipo en el URSS . El equipo de producción orgánico de la deposición de vapor químico del metal (MOCVD, u OMCVD) no fue desarrollado hasta los años 80 tempranos, limitando la capacidad de compañías de fabricar la célula solar del GaAs. En los Estados Unidos, las células solares del GaAs de la primera del 17% de aire solo-ensambladura eficiente de la masa cero (AM0) fueron fabricadas en cantidades de la producción en 1988 por Applied Solar Energy Corporation (ASEC). El " junction" dual; la célula fue producida accidentalmente en cantidad por ASEC en 1989 como resultado del cambio del GaAs en los substratos del GaAs al GaAs en los substratos (Ge) del germanio. El doping accidental de la GE con la capa del almacenador intermediario del GaAs creó voltajes más altos del circuito abierto, demostrando el potencial de usar el substrato de la GE como otra célula. Pues las células de la solo-ensambladura del GaAs remataron eficacia de la producción AM0 del 19% en 1993, ASEC desarrolló las primeras células duales de la ensambladura para el uso de la nave espacial en los Estados Unidos, con una eficacia que comenzaba de el aproximadamente 20%. Estas células no utilizaron la GE como segunda célula, sino utilizaron otra célula GaAs-basada con diverso doping. Eventual las células duales de la ensambladura del GaAs alcanzaron eficacias de la producción de el cerca de 22%. Las células solares de la ensambladura triple comenzaron con las eficacias AM0 de el aproximadamente 24% en 2000, el 26% de 2002, el 28% de 2005, y en 2007 se han desarrollado a una eficacia de la producción AM0 del 30%, actual en la calificación. En 2007, dos compañías en los Estados Unidos, Emcore Photovoltaics y Spectrolab, producen el 95% de las células solares eficientes del 28% del mundo.
Cuatro generaciones de células solares
La célula fotovoltaica de la primera generación consiste en un grande-área, diodo monocristal, de una sola capa de la ensambladura del P-n, capaz de generar la energía eléctrica usable de fuentes de luz con las longitudes de onda de la luz del sol. Estas células se hacen típicamente usar un proceso de difusión con las obleas del silicio . Las células fotovoltaicas de primera generación (también conocidas como células solares oblea-basadas silicio) son la tecnología dominante en la producción comercial de células solares, explicando más el de 86% del mercado terrestre de la célula solar.
La generación segundo de materiales fotovoltaicos se basa en el uso de depósitos epitaxiales finos de semiconductores en las obleas enrejado-emparejadas. Hay dos clases de photovoltaics epitaxial - espacio y terrestre. Las células del espacio tienen típicamente eficacias más altas AM0 (28-30%) en la producción, pero tienen un coste más alto por vatio. Su " fino-film" han desarrollado usar procesos más baratos, pero tienen eficacias más bajas AM0 (7-9%) en la producción y son cuestionables a los primos para los usos del espacio. El advenimiento de la tecnología thin-film contribuyó a una predicción de los costes grandemente reducidos para las células solares de la película fina que tiene todavía ser alcanzada. Hay actual (2007) un número de tecnologías/materiales del semiconductor bajo investigación o en la producción en masa. Los ejemplos incluyen el silicio amorfo, silicio policristalino, silicio microcristalino, telururo de cadmio, selénido de cobre del indio/sulfuro. Una ventaja de la tecnología thin-film da lugar teóricamente a masa reducida así que permite el caber de los paneles en los materiales ligeros o flexibles, incluso materias textiles. El advenimiento de las películas GaAs-basadas finas para los usos del espacio (" supuesto; cells" fino;) con AM0 las eficacias potenciales de el hasta 37% están actual en la etapa del desarrollo para los altos usos de la energía específica. Las células solares de la segunda generación ahora abarcan un pequeño segmento del mercado fotovoltaico terrestre, y el aproximadamente 90% del mercado del espacio.
El photovoltaics de tercera generación del se propone para ser muy diferente de los dispositivos de semiconductor anteriores pues no confían en una ensambladura tradicional del p-n para separar ondas portadoras photogenerated. Para los dispositivos del pozo del quántum de los usos del espacio (puntos del quántum, cuerdas del quántum, etc.) y los dispositivos que incorporan nanotubes del carbón se están estudiando - con un potencial para la eficacia de la producción AM0 del hasta 45%. Para los usos terrestres, estos nuevos dispositivos incluyen el de las células solares de Nanocrystal de las células solares del polímero de las células de Photoelectrochemical las células solares Teñir-sensibilizadas y siguen siendo en la fase de investigación.
Un hipotético de cuarta generación de células solares puede consistir en la tecnología fotovoltaica compuesta, en la cual los polímeros con las partículas nanas se pueden mezclar juntos para hacer una sola capa del multispectrum. Entonces las capas finas del multispectrum se pueden apilar para hacer multispectrum las células solares más eficiente y más barato basado en la célula solar del polímero y la tecnología del multijunction usadas por la NASA en las misiones de Marte. El la capa que convierte diversos tipos de luz es primera, después otra capa para la luz que pasa y pasado es una capa del espectro infrarrojo para célula-así convertir algo del calor para un compuesto total de la célula solar. La investigación actual se está conduciendo bajo concesión de DARPA para determinar si esta tecnología es viable. Las compañías que trabajan en photovoltaics de cuarta generación incluyen Xsunx, el Konarka Technologies, Inc., el Nanosolar, el Dyesol y el Nanosys . La investigación también está siendo hecha en esta área por laboratorio nacional de las energías renovables de s de los E.
Usos y puestas en práctica
considera también:
fotovoltaico del arsenal Las células solares a menudo están conectadas y encapsuladas eléctricamente como módulo . Los módulos del picovoltio tienen a menudo una hoja del vidrio en (sol para arriba) el lado delantero, permitiendo que la luz pase mientras que protegen las obleas del semiconductor contra los elementos (lluvia, el granizo, etc. Las células solares también están conectadas generalmente en la serie en los módulos, creando un voltaje aditivo . Las células de conexión paralelamente rendirán una corriente más alta. Los módulos entonces se interconectan, en serie o paralelo, o ambos, para crear un arsenal con el voltaje y la corriente de C.
La salida de energía de un arsenal solar se mide en los vatios o los kilovatios . Para calcular las necesidades energéticas típicas del uso, una medida en kilovatios-hora de los vatios-hora o los kilovatios-hora por día es de uso frecuente. Una regla empírica de uso general es que los tiempos de la energía máxima el 20% da la energía media, comparando a un kilovatio máximo produciendo 4.8 kilovatios·h por día.
Teoría
Explicación simple de
Los fotones en la luz del sol golpean el panel solar y son absorbidos por los materiales semiconductores, tales como silicio .Opcionalmente: La corriente de la C. entra en un inversor .
Photogeneration de ondas portadoras
Cuando un fotón golpea un pedazo de silicio, una de tres cosas puede suceder: el fotón puede pasar derecho a través del silicio - éste (generalmente) sucede para los fotones de una energía más baja,Observar que si un fotón tiene un múltiplo de número entero de la energía del boquete de venda, puede crear más de un par del electrón-agujero. Sin embargo, este efecto no es generalmente significativo en células solares. El " multiple" del número entero; la parte es un resultado de los mecánicos de Quantum y de la cuantificación de la energía.
Cuando se absorbe un fotón, su energía se da a un electrón en el enrejado cristalino. Este electrón está generalmente en la venda de la valencia, y está limitado firmemente en enlaces covalentes entre los átomos vecinos, y por lo tanto incapaz de moverse lejos. La energía dada a ella por el " del fotón; excites" él en la venda de conducción, donde está libre de moverse alrededor dentro del semiconductor. El enlace covalente que el electrón era previamente una parte de ahora tiene un poco electrón - esto se conoce como agujero. La presencia de un enlace covalente que falta permite los electrones consolidados de átomos vecinos al movimiento en el " agujero, " dejar otro agujero detrás, y de esta manera un agujero puede moverse a través del enrejado. Así, puede ser dicho que los fotones absorbentes en el semiconductor crean pares móviles del electrón-agujero.
Una necesidad del fotón tiene solamente mayor energía que el del boquete de venda para excitar un electrón de la venda de la valencia en la venda de conducción. Sin embargo, el espectro solar de la frecuencia aproxima un espectro del cuerpo negro en ~6000 K, y como tal, mucha de la radiación solar que alcanza la tierra se compone de fotones con las energías mayores que el boquete de venda del silicio. Estos fotones de una energía más alta serán absorbidos por la célula solar, pero la diferencia en energía entre estos fotones y el boquete de venda del silicio se convierte en calor (vía las vibraciones del enrejado - fonones llamados ) algo que en energía eléctrica usable.
Separación del portador de carga
Hay dos modos principales para la separación del portador de carga en una célula solar: deriva de portadores, conducida por un campo electrostático establecido a través delEn las células solares de la ensambladura ampliamente utilizada del p-n, el modo dominante de separación del portador de carga está al lado de deriva. Sin embargo, en las células solares de la no-p-n-ensambladura (típicas de la tercera generación de investigación de la célula solar tal como células solares thin-film del tinte y del polímero), un campo electrostático general se ha confirmado para ser ausente, y el modo dominante de separación está vía la difusión de portador de carga.
La ensambladura del p-n
considera también:
l semiconductor La célula solar lo más comúnmente posible sabida se configura como ensambladura del P-n del grande-área hecha del silicio. Como simplificación, uno puede imaginarse el traer de una capa de n-tipo silicio en contacto directo con una capa de p-tipo silicio. En la práctica, las ensambladuras del p-n de las células solares de silicio no son hechas de esta manera, sino algo, difundiendo un n-tipo dopante en un lado de un p-tipo oblea (o viceversa).
Si un pedazo de p-tipo silicio se pone en contacto íntimo con un pedazo de n-tipo silicio, después una difusión de electrones ocurre de la región de la alta concentración del electrón (el n-tipo lado de la ensambladura) en la región de la concentración baja del electrón (p-tipo lado de la ensambladura). Cuando los electrones difunden a través de la ensambladura del p-n, recombinan con los agujeros en el p-tipo lado. La difusión de portadores no sucede indefinidamente sin embargo, debido a un campo eléctrico que sea creado por el desequilibrio de la carga inmediatamente cualquier lado de la ensambladura que esta difusión crea. El campo eléctrico establecido a través de la ensambladura del p-n crea un diodo que promueva el actual para fluir en solamente una dirección a través de la ensambladura. Los electrones pueden pasar del n-tipo lado en el p-tipo lado, y los agujeros pueden pasar del p-tipo lado al n-tipo lado. Esta región adonde los electrones han difundido a través de la ensambladura se llama la región de agotamiento porque contiene no más cualquier onda portadora móvil. También se conoce como el " region" de la carga de espacio;.
Conexión a una carga externa
Metal óhmico - los contactos del semiconductor se hacen al n-tipo y al p-tipo lados de la célula solar, y a los electrodos conectados con una carga externa. Los electrones que se crean en el n-tipo lado, o han sido " collected" por la ensambladura y barrido sobre el n-tipo lado, puede viajar a través del alambre, accionar la carga, y continuar a través del alambre hasta que alcancen el p-tipo contacto del semiconductor-metal. Aquí, recombinan con un agujero que fue creado como par del electrón-agujero en el p-tipo lado de la célula solar, o barrido a través de la ensambladura del n-tipo lado después de ser creado allí.
Circuito equivalente de una célula solar
Para entender el comportamiento electrónico de una célula solar, es útil crear un modelo que sea eléctricamente equivalente, y se basa en los componentes eléctricos discretos cuyo comportamiento es bien sabido. Una célula solar ideal se puede modelar por una fuente actual paralelamente a un diodo ; no hay célula solar en la práctica ideal, así que una resistencia de desviación y un componente de la resistencia de serie se agregan al modelo. El circuito equivalente resultante de una célula solar se demuestra a la izquierda. También se demuestra, a la derecha, la representación esquemática de una célula solar para el uso en esquemas circulares.
Factores de eficacia de la célula solar
punto de la Máximo-energía
Una célula solar puede funcionar sobre una amplia gama de los voltajes (v) y de las corrientes (i). Aumentando la carga resistente en una célula irradiada a partir de la cero (un cortocircuito ) mismo a un elevado valor (un circuito abierto ) uno puede determinar continuamente el punto de la máximo-energía, el punto que maximiza V× I, es decir, la carga para la cual la célula puede entregar corriente eléctrica máxima en ese nivel de irradiación.El punto de energía máximo de un fotovoltaico varía con la iluminación del incidente. Para los sistemas bastante grandes justificar el costo adicional, un perseguidor máximo del punto de energía sigue la energía instantánea continuamente midiendo el voltaje y el actual (y por lo tanto, transferencia de la energía), y aplicaciones esta información de ajustar dinámicamente la carga así que la energía máxima es el siempre transferido, sin importar la variación en la iluminación.
Eficacia de conversión de energía
Una eficacia de conversión de energía del de la célula solar (, " eta"), es el porcentaje de la energía convertido (de luz absorbente a la energía eléctrica) y recogido, cuando una célula solar está conectada con un circuito eléctrico. Este término se calcula usar el cociente del Pm, dividido por la irradiación ( E de la luz de la entrada, en W/m ²) bajo condiciones de prueba estándar (STC) y la superficie del de la célula solar ( Ac en m ²). = \ frac {P_ {m}} {E \ épocas A_c} delLa STC especifica una temperatura de 25°C y una irradiación de 1000 W/m ² con un espectro de la masa de aire 1. Éstos corresponden a la irradiación y al espectro del incidente de la luz del sol en un día claro sobre una superficie del sol-revestimiento 37°-tilted con el sol en ángulo de 41.81° sobre el horizonte. Esta condición representa aproximadamente mediodía solar cerca de los equinoccios del resorte y del otoño en los Estados Unidos continentales con la superficie de la célula estado dirigida directo al sol. Así, bajo estas condiciones una célula solar de la eficacia del 12% con una superficie de 100 cm2 (0.01 m2) se puede esperar para producir aproximadamente de 1.2 vatios una energía.
Llenar el factor
Otro término de definición en el comportamiento total de una célula solar es el factor ( FF ) del terraplén. Éste es el cociente del punto de energía máximo del dividido por el voltaje ( Voc ) del circuito abierto del y el cortocircuito actual ( Isc ) del : del frac {P_ {m}} {V_ {Oc} \ épocas I_ {sc}}
Eficacia de Quantum
la eficacia de Quantum refiere al porcentaje de los fotones absorbentes que producen los pares del electrón-agujero del (o las ondas portadoras del ). Ésta es lo intrínseco del término al material absorbente ligero del, y no la célula en conjunto (que llega a ser más relevante para las células solares thin-film del ). Este término no se debe confundir con la eficacia de conversión de energía del, pues no transporta la información sobre la energía recogida de la célula solar.
¡Comparación del efficiencies< de la conversión de energía! -- Esta sección se liga del satélite de la energía solar -->
considera también: Photovoltaics
A este punto, la discusión de las maneras diferentes de calcular la eficacia para las células del espacio y las células terrestres es necesaria aliviar la confusión. En espacio, donde no hay atmósfera, el espectro del sol es relativamente sin filtro. Sin embargo en la tierra, con el aire filtrando la luz entrante, el espectro solar cambia. Para explicar las diferencias espectrales, un sistema fue ideado para calcular este efecto de filtración. Simplemente, el efecto de filtración se extiende de la masa de aire 0 en espacio, aproximadamente a la masa de aire 1. Multiplicar las diferencias espectrales por la eficacia de quántum de la célula solar en la pregunta rendirá la eficacia del dispositivo. Por ejemplo, una célula solar de silicio en espacio pudo tener una eficacia de el 14% en AM0, pero tiene una eficacia de el 16% en la tierra en la 1. Las eficacias terrestres son típicamente mayores que eficacias del espacio.
Las eficacias de la célula solar varían a partir de la 6% para las células solares silicio-basadas amorfas a 42.8% con las células del laboratorio de investigación de la múltiple-ensambladura. Las eficacias de conversión de energía de la célula solar para las células solares disponibles en el comercio del Si del multicrystalline del son alrededor 14-19%. Las células de la eficacia más alta no han sido siempre las más económicas - por ejemplo una célula el 30% eficiente del multijunction basada en los materiales exóticos tales como arseniuro de galio o selénido del indio y producida en bajo volumen pudo bien costar a cientos veces tanto como un 8% la célula de silicio amorfa eficiente en la producción en masa, mientras que solamente entregaba cerca de cuatro veces la corriente eléctrica.
Sin embargo, hay una manera al " boost" energía solar. Aumentando la intensidad de luz, los portadores típicamente photogenerated son aumentados, dando por resultado eficacia creciente en el hasta 15%. Este " supuesto; systems" del concentrador; han comenzado solamente a llegar a ser coste-competitivo como resultado del desarrollo de las células del GaAs de la eficacia alta. El aumento en intensidad es logrado típicamente usando la óptica que concentra. Un sistema típico del concentrador puede utilizar una intensidad de luz 6-400 por el sol, y aumenta la eficacia de una célula del GaAs de un sol a partir de la 31% en la 1.
Para hacer el uso práctico de la energía solar-generated, la electricidad se alimenta lo más a menudo posible en la rejilla de electricidad usar los inversores (sistemas grid-connected del picovoltio); en sistemas solos del soporte, las baterías se utilizan para almacenar la energía que no se necesita inmediatamente.
Un método común usado para expresar costes económicos de electricidad-generar sistemas es calcular un precio por el kilovatio-hora entregado (KVH). La eficacia de la célula solar conjuntamente con la irradiación disponible tiene una influencia importante en los costes, pero hablando en t3erminos generales la eficacia de sistema total es importante. Usar las células solares disponibles en el comercio (en fecha 2006) y la tecnología de sistema lleva a las eficacias de sistema entre 5 y el 19%. En fecha 2005, los costes fotovoltaicos de la producción eléctrica se extendieron a partir de ~0.50 €/kWh) (Central Europe) abajo a ~0.25 €/kWh) en regiones de alta irradiación solar. Esta electricidad se alimenta generalmente en la rejilla eléctrica en el lado del cliente del metro. El coste se puede comparar a la tasación eléctrica al por menor que prevalece (en fecha 2005), que varió entre de 0.50 US$/kWh por todo el mundo. (Nota: además de perfiles solares de la irradiación, estos costes/KVH de cálculos variarán dependiendo de las asunciones por años de vida útil de un sistema. La mayoría de los paneles c-Si warrantied por 25 años y deben ver los años 35+ de vida útil.)
La carta en la derecha ilustra las varias eficacias de conversión comerciales de energía del módulo del grande-área y las mejores eficacias del laboratorio obtenidas para los varios materiales y tecnologías.
Vatios de pico
Puesto que la célula solar de potencia de salida depende de factores múltiples, tales como ángulo de incidencia de s de Sun el el ', para la comparación purposes entre diversas células y se utilizan los paneles, la medida del pico (Wp) de los vatios. Es la inferior de potencia de salida estas condiciones conocidas como STC: insolación (irradiación solar l ) 1000
Células solares y reembolso de la energía
En los años 90, cuando las células de silicio eran dos veces tan gruesas, las eficacias el 30% más bajo que hoy y los cursos de la vida más cortos, bien puede haber costado más energía para hacer una célula que podría generar en un curso de la vida. La época del reembolso de la energía de un módulo fotovoltaico moderno está dondequiera a partir 1 a 20 años (generalmente debajo de cinco) dependiendo del tipo y donde se utiliza (véase el aumento de la energía neta). Esto significa que las células solares pueden ser productores de la energía neta, significando ellas generan más energía sobre su curso de la vida que la energía expendida en producirlos.
materiales de Luz-absorción
Todas las células solares requieren un material absorbente ligero contenido dentro de la estructura de célula para absorber los fotones y para generar electrones vía el efecto fotovoltaico . Los materiales usados en células solares tienden a tener la característica preferencial de absorber las longitudes de onda de la luz solar que alcanzan la superficie de tierra; sin embargo, algunas células solares se optimizan para la absorción de la luz más allá de la atmósfera de tierra también. Los materiales absorbentes ligeros se pueden utilizar a menudo en las configuraciones físicas múltiples del para aprovecharse de diversa absorción de la luz y para cargar mecanismos de la separación. Muchas células solares actualmente disponibles se configuran como materiales del bulto del que se corten en las obleas y se traten posteriormente en un " tapa-down" método de síntesis (silicio que es el material a granel más frecuente). Se configuran otros materiales como las fino-películas (capas inorgánicas, tintes orgánicos, y polímeros orgánicos) del que se depositan en los substratos favorables, mientras que configuran como nanocrystals del y se utilizan a un tercer grupo mientras que el quántum del puntea (nanoparticles electrón-confinados) encajado en una matriz favorable en un " parte inferior-up" acercamiento. El silicio sigue siendo el único material que es bien investigado en el las configuraciones thin-film a granel de y del . Lo que sigue es una lista actual de materiales absorbentes ligeros, enumerada por la configuración y el sustancia-nombre:
Bulto
Estas tecnologías del bulto del se refieren a menudo como fabricación oblea-basada. Es decir en cada uno de éstos se acerca, las obleas autosuficientes entre 180 a 240 micrómetros gruesos se procesan y después se sueldan juntas para formar un módulo de la célula solar. Una descripción general del proceso de la oblea de silicio se proporciona en la fabricación y los dispositivos del .
Silicio
considera también: Silicio, lista los productores del silicio
En gran medida, el material más frecuente del bulto del para las células solares es el silicio cristalino (abreviado como grupo como c-Si ), también conocido como " silicon" solar del grado;. El silicio a granel se separa en categorías múltiples según cristalinidad y tamaño del cristal en el lingote resultante, la cinta, o la oblea . silicio monocristalino (c-Si) del : hecho a menudo usar el Czochralski de proceso. Las células monocristal de la oblea tienden a ser costosas, y porque se cortan de los lingotes cilíndricos, no cubren totalmente un módulo cuadrado de la célula solar sin una pérdida substancial de silicio refinado. Por lo tanto la mayoría de los paneles del c-Si del han destapado boquetes en las esquinas de cuatro células.
Películas finas
Las tecnologías thin-film del vario que son convertidas actual reducen la cantidad (o la masa) del material absorbente ligero requerido en crear una célula solar del . Esto puede llevar a los costes de elaboración reducidos de el de materiales a granel (en el caso de las películas finas del silicio) pero también tiende a reducir la eficacia de conversión de energía del, aunque muchas películas finas de múltiples capas tengan eficacias sobre los de las obleas de silicio a granel.
CdTe
El telururo de cadmio es un material de luz-absorción eficiente para las células solares thin-film. Comparado a otros materiales thin-film, CdTe es más fácil de depositar y más conveniente para la producción en grande. A pesar de mucha discusión de la toxicidad de células solares CdTe-basadas, ésta es la única tecnología (aparte de el silicio amorfo) que se puede entregar en un gran escala, como se muestra por el primer y Antec solares solares. Hay una planta de 40 megavatios en Ohio (los E.) y una planta de 10 megavatios en Alemania. Primer solar está escalando hasta una planta de 100 MW en Alemania y comenzada a construir otra planta de 100 MW en Malasia (2007).La opinión de la toxicidad de CdTe se basa en la toxicidad del cadmio elemental, un metal pesado que sea un veneno acumulativo . El trabajo científico, particularmente por los investigadores de los laboratorios nacionales de las energías renovables (NREL) en los E., ha demostrado que el lanzamiento del cadmio a la atmósfera es más bajo con las células solares CdTe-basadas que con photovoltaics del silicio y otras tecnologías thin-film de la célula solar.
Selénido del Cobre-Indio
class=" Possible de elementos VI de I III en la tabla periódica que tienen effect Los materiales basados en CuInSe2 que estén de interés para los usos fotovoltaicos incluyen varios elementos de grupos I, III y VI en la tabla periódica. Estos semiconductores son especialmente atractivos para el uso de la célula solar de la película fina debido a sus altos coeficientes de absorción óptica y características ópticas y eléctricas versátiles que se puedan en principio manipular y templar para una necesidad específica en un dispositivo dado. El CIS es una abreviatura para las películas generales del selénido de cobre del indio ( e2 del s del del n de I u del C ), CIGS de la calcopirita mencionados abajo es una variación del CIS. Mientras que estas películas pueden alcanzar la eficacia 13.5%, sus costes de fabricación son actualmente altos en comparación con una célula solar de silicio pero el trabajo de continuación está llevando a procesos de producción más rentables. Hay más planes por AVANCIS y Shell en un esfuerzo conjunto para construir otra planta en Alemania con una capacidad de 20 MW. Honda en Japón ha acabado su prueba de la instalación modelo y está poniendo en marcha su producción comercial. En Norteamérica, solar global ha estado produciendo la célula solar flexible del CIS en una escala más pequeña desde 2001. Aparte de las tecnologías y Nanosolar de Daystar mencionados en CIGS, hay otros posibles fabricantes que vienen en línea tal como Miasole usar un método de la farfulla del vacío y también el intentar solar canadiense de la iniciativa CIS hacer las células solares por proceso de electrochapado del bajo costo. Cuando el galio se substituye para algo del indio en el CIS, el material a veces se llama CIGS, o el diselenide de cobre, una mezcla sólida de los semiconductores CuInSe2 y CuGaSe2 del indio/del galio, abreviados a menudo por la fórmula química CuInxGa (1-x) Se2. Desemejante del silicio convencional basado la célula solar, que se puede modelar como ensambladura simple del p-n (véase debajo del semiconductor ), estas células es descrita mejor por un modelo más complejo de la heterounión. La mejor eficacia de una célula solar thin-film en fecha el diciembre de 2005 era 19.5% con capa del amortiguador de los CIGS. Eficacias más altas (el alrededor 30%) pueden ser obtenidas usando la óptica para concentrar la luz de incidente. El uso del galio aumenta el bandgap óptico de los CIGS acoda con respecto al CIS puro, así aumentando el voltaje open-circuit. En otro punto de vista, el galio se agrega para substituir tanto indio como sea posible debido a la disponibilidad relativa del galio al indio. El aproximadamente 70% de indio producido actual es utilizado por la industria del monitor de la pantalla plana. Algunos inversionistas en tecnología solar se preocupan que la producción de células de los CIGS será limitada por la disponibilidad del indio. Producir 2 GW de las células de los CIGS (áspero la cantidad de las células de silicio producidas en 2006) utilizaría el cerca de 10% del indio producido en 2004. Para la comparación, las células solares de silicio utilizaron encima del 33% de la producción electrónica del silicio del grado del mundo en 2006. demandas de Nanosolar para perder el solamente 5% del indio que utiliza. En fecha 2006, la mejor eficacia de conversión para las células flexibles de los CIGS en polyimide es 14.1% de Tiwari y otros, en el ETH, Suiza. Los valores de la eficacia de conversión en hojas flexibles metálicas fueron divulgados por AbuShama y otros en las actas de la 4ta conferencia del mundo de IEEE sobre la conversión de energía fotovoltaica 2006 en Hawaii, los E. Que siendo dicho, el indio se puede reciclar fácilmente de los módulos desarmados del picovoltio. El programa de reciclaje en Alemania sería es un ejemplo que destaca el paradigma industrial regenerador: " De la horquilla para acunar el " de ;. El selenio permite una mejor uniformidad a través de la capa y así que el número de sitios de la recombinación en la película se reduce que beneficia a la eficacia de quántum y así a la eficacia de conversión. Nanosolar, una compañía California-basada, pronto producirá sobre el valor de 400 megavatios de órdenes solares CIGS-basados por año. Si se alcanza esta producción, serán uno del productor más grande del mundo de células solares. Los dispositivos del multijunction del GaAs son las células solares más eficientes hasta la fecha, alcanzando un récord de la eficacia 40.7% bajo condiciones solares de la concentración y del laboratorio. Estos dispositivos utilizan 20 a 30 diversos semiconductores acodados en serie. En el laboratorio nacional de las energías renovables, una nueva célula del área 0.26685 el cm ² generará una energía de 2. Estiman que esta tecnología podría producir eventual electricidad en los 8-10 centavos meros/KVH. Esto es similar al precio de la electricidad hoy. Así, esta brecha podía dar lugar en última instancia al uso creciente del consumidor de células solares. Esta tecnología se está utilizando ahora en las misiones del vagabundo de Marte. Los vagabundos han sobrevivido a sus vidas previstas y han trabajado por más de dos años. Su éxito en el ambiente marciano polvo-montado es un testamento fuerte a la durabilidad y a la longevidad de estos tipos de células solares. Los órdenes solares hechos con un material que contenga el arseniuro de galio GaAs y GE del germanio están considerando que se levanta la demanda rápido. En apenas los últimos 12 meses (12/2006 - 12/2007), el coste de metal del galio 4N se ha levantado de cerca de $350 por el kilogramo a $680 por el kilogramo. Además, los precios del metal del germanio se han levantado substancialmente a $1000-$1200 por el kilogramo este año. Aunque algunos productores chinos de estos materiales puedan poder compensar algunos de los aumentos de precios con sus costes laborales más bajos. Esos materiales incluyen el galio (4N, 6N y 7N GA), el arsénico (4N, 6N y 7N) y el germanio, los crisoles pyrolitic del nitruro (pBN) del boro para los cristales growing, y el óxido del boro, estos productos son críticos a la industria fabril del substrato entero. Las compañías implicadas en este tipo de tecnología solar incluyen: AXT - (AXTI) y Emcore - (EMKR) las células solares del GaAs de la Triple-ensambladura también eran utilizadas como la fuente de energía solar Nuna de los ganadores del desafío del cuatro-tiempo del mundo holandés en 2005 y 2007. considera también: Teñir-sensibilizado de las células solares Un tinte metalorgánico del rutenio (Ru-centrado) se utiliza típicamente como capa monomolecular del material de luz-absorción. La célula solar teñir-sensibilizada depende de una capa mesoporous del dióxido Titanium de Nanoparticulate para amplificar grandemente la superficie (200-300 m ² /g TiO2, con respecto a aproximadamente 10 m ² /g del solo cristal plano). Los electrones photogenerated del tinte absorbente ligero del se pasan encendido al n-tipo TiO2 del, y los agujeros se pasan a un electrólito en el otro lado del tinte. El circuito es terminado por un par redox en el electrólito, que puede ser líquido o sólido. Este tipo de célula permite un uso más flexible de materiales, y es fabricado típicamente por la impresión de la pantalla, con el potencial para los costes más bajo de elaboración que ésos usados para las células solares del bulto del . Sin embargo, los tintes en estas células también sufren de la degradación bajo calor y luz UV, y la cubierta de la célula es difícil sellar debido a los solventes usados en asamblea. A pesar del antedicho, esto es una tecnología emergente popular con un cierto impacto comercial pronosticado dentro de esta década. El silicio amorfo tiene un bandgap más alto (1.7 eV) que el silicio cristalino (c-Si) (eV 1.1), que los medios él absorben la parte visible del espectro solar más fuerte que la porción infrarroja del espectro. Pues el nc-Si tiene bandgap casi igual como c-Si, el material dos se puede combinar en las capas delgadas, creando una célula acodada llamada una célula en tándem . La célula superior en el uno-Si absorbe la luz visible y deja la parte infrarroja del espectro para la célula inferior en el nanocrystalline Si. Recientemente, las soluciones para superar las limitaciones del silicio cristalino thin-film se han desarrollado. La interceptación ligera proyecta donde la luz entrante oblicuo se junta en el silicio y las travesías de la luz la película varias veces realzan la absorción de la luz del sol en las películas. Las técnicas de proceso termales realzan la cristalinidad del silicio y pacifican defectos electrónicos. El resultado es una nueva tecnología - silicio cristalino thin-film del sobre el vidrio (CSG) . Los dispositivos solares de CSG representan un equilibrio entre el bajo costo de películas finas y la eficacia alta del silicio a granel. Una tecnología de la película fina del silicio se está desarrollando para el photovoltaics integrado edificio (BIPV) bajo la forma de células solares semitransparentes que se puedan aplicar como satinado de la ventana. Estas células funcionan como la ventana que teñe mientras que generan electricidad. considera también: la célula solar de Nanocrystal Estas estructuras hacen uso de algunos de los mismos materiales absorbentes ligeros thin-film pero se cubren como amortiguador extremadamente fino en una matriz favorable del polímero conductor o del óxido de metal mesoporous que tiene una superficie muy alta para aumentar reflexiones internas (y por lo tanto aumentar la probabilidad de la absorción de la luz). Las obleas de silicio policristalinas son hechas por los lingotes monobloques del silicio del alambre-sawing en (180 a 350 micrómetros) rebanadas u obleas muy finas. Las obleas son generalmente ligeramente el p-tipo dopadas. Para hacer una célula solar de la oblea, una difusión superficial del n-tipo dopantes del se realiza sobre el lado frontal de la oblea. Esto forma una ensambladura del P-n unas centenas nanómetros debajo de la superficie. Las capas de antireflejos, que aumentan la cantidad de luz se juntaron en la célula solar, se aplican típicamente después. Durante la última década, el nitruro de silicio ha substituido gradualmente el dióxido titanium como la capa de antireflejos de opción debido a sus calidades excelentes de la estabilización superficial (es decir, previene la recombinación de portador en la superficie de la célula solar). Se aplica típicamente en una capa varios cientos de nanómetros densamente usar la deposición de vapor químico plasma-realzada (PECVD). Algunas células solares textured las superficies delanteras que, como capas de antireflejos, el servicio para aumentar la cantidad de luz juntó en la célula. Tales superficies se pueden formar generalmente solamente en el silicio monocristal, aunque los métodos de formarlas en el silicio del multicrystalline se han desarrollado estos últimos años. La oblea entonces se metaliza, por el que un contacto completo del metal del área se haga en la superficie trasera, y a rejilla-como contacto del metal se compone de " fino; fingers" y un " más grande; busbars" se estampa con estarcido sobre la superficie delantera usar una goma de la plata . El contacto posterior también es formado estampando con estarcido una goma del metal, típicamente aluminio. Este contacto cubre generalmente el lado trasero entero de la célula, aunque en algunos diseños de la célula que se imprime en un patrón de rejilla. La goma entonces se enciende en varios cientos de grados cent3igrados para formar los electrodos del metal en el contacto óhmico con el silicio. Después de que se hagan los contactos del metal, las células solares son interconectadas en serie (y/o paralelo) por los alambres planos o las cintas del metal, y montadas en los módulos o el " panels" solar;. Los paneles solares tienen una hoja del vidrio Tempered en el frente, y una encapsulación del polímero en la parte posterior. El vidrio Tempered no se puede utilizar con las células de silicio amorfas debido a las temperaturas altas durante el proceso de la deposición. considera también: Cronología las células solares Hay actual muchos grupos de investigación activos en el campo Photovoltaics en las universidades y las instituciones de investigación en todo el mundo. Esta investigación se puede dividir en tres áreas: haciendo tecnología actual las células solares más baratas y/o más eficientes competir eficazmente con otras fuentes de energía; nuevas tecnologías que se convierten basadas en nuevos diseños arquitectónicos de la célula solar; y nuevos materiales que se convierten a servir como los amortiguadores y ondas portadoras ligeros. La producción industrial actual de silicio está vía la reacción entre el carbón (carbón de leña) y la silicona en una temperatura alrededor de los grados 1700 cent3igrado. En este de proceso, conocido como reducción carbotérmica, cada tonelada de silicio (grado metalúrgico, el cerca de 98% puro) se produce con la emisión de cerca de 1.5 toneladas de dióxido de carbono. La silicona sólida se puede convertir directo (reducido) al silicio puro por la electrólisis en un baño de la sal fundida en de Celsius de la temperatura (800 a 900 grados bastante suaves). Mientras que este nuevo proceso es en principio igual que el FFC Cambridge de proceso que primero fue descubierto en finales de 1996, el encontrar interesante del laboratorio es que tal silicio electrolítico está bajo la forma de silicio poroso que dé vuelta fácilmente en un polvo fino, (con un tamaño de partícula de algunos micrómetros), y puede por lo tanto ofrecer las nuevas oportunidades para el desarrollo de las tecnologías de la célula solar. Otro acercamiento es también reducir la cantidad de silicio usada y costar así, según lo hecho por el Andrew Blakers del profesor en la universidad nacional australiana con su " Sliver" células, micromachining las obleas en las capas muy finas, virtualmente transparentes que se podrían utilizar como cubiertas arquitectónicas transparentes. Usar esta técnica, una oblea de silicio es bastante para construir un panel de 140 vatios, comparado a cerca de 60 obleas necesarias para los módulos convencionales de la misma salida de energía. Otra más manera de alcanzar mejoras de coste es reducir basuras durante la formación cristalina por el modelisation mejorado del proceso, según lo hecho por el FemagSoft, efecto Université Catholique de Lovaina . Otro acercamiento nuevo empleado por el solar imperecedero es crecer cintas del silicio del " especializado; puller" de la secuencia; hornos. Demandan poder producir células más finas sin basura que trabaja a máquina más las células resultantes son naturalmente rectangulares en forma. Una particularmente tecnología prometedora es películas finas del silicio cristalino en los substratos de cristal. Esta tecnología hace uso de las ventajas del silicio cristalino como material de la célula solar, con el ahorro en costes de usar un acercamiento thin-film. Otro aspecto interesante de células solares thin-film es la posibilidad para depositar las células en toda la clase de materiales, incluyendo los substratos flexibles (ANIMAL DOMÉSTICO por ejemplo), que abre una nueva dimensión para las nuevas aplicaciones. Relativamente una nueva área ha emergido usar redes del nanotube del carbón como conductor transparente para las células solares orgánicas . Las redes de Nanotube son flexibles y se pueden depositar en superficies una variedad de maneras. Con un cierto tratamiento, las películas del nanotube pueden ser alto transparentes en el infrarrojo, permitiendo posiblemente las células solares del bandgap bajo eficiente. Las redes de Nanotube son p-tipo conductores, mientras que los conductores transparentes tradicionales son exclusivamente el N-tipo . La disponibilidad de un P-tipo conductor transparente del podría llevar a los nuevos diseños de la célula que simplifican la fabricación y mejoran eficacia. El Andrew Blakers y el Dr. Klaus Weber del profesor, trabajando en la universidad nacional australiana y la energía del origen ha desarrollado una técnica para rebanar una sola oblea de silicio, que no prohibe a colector perceptiblemente más grande la superficie de cada oblea, comparada a las células solares generalmente. La técnica implica el tomar de una oblea de silicio, típicamente 1 a 2 milímetros de grueso, y el hacer de una multiplicidad de rebanadas paralelas, transversales a través de la oblea, creando una gran cantidad de astillas que tengan un grueso de 50 micrómetros y de una anchura igual al grueso de la oblea original. Estas rebanadas se giran 90 grados, de modo que las superficies que corresponden a las caras de la oblea original se conviertan en los bordes de las astillas. El resultado es convertir, por ejemplo, un diámetro de 150 milímetros, oblea milímetro-gruesa 2 que tiene una superficie expuesta del silicio de cerca de 175 cm ² por lado en cerca de 1000 astillas que tienen dimensiones de 100 milímetros x 2 milímetros x 0.1 milímetros, rindiendo a un silicio expuesto total la superficie de cerca de 2000 cm ² por lado. Como resultado de esta rotación, del doping eléctrico y de los contactos que estaban en la cara de la oblea se localizan los bordes de la astilla, algo que el delantero y posterior al igual que el caso con las células convencionales de la oblea. Esto tiene el efecto interesante de hacer la célula sensible el del delantero y posterior de la célula (una característica conocida como bifaciality). Las células solares se fabrican sobre todo en Japón, Alemania, los E., y China, aunque numeroso otras naciones tienen o están adquiriendo capacidad de producción significativa de la célula solar. Mientras que las tecnologías se están desarrollando constantemente hacia eficacias más altas, las células más eficaces para la producción eléctrica del bajo costo no son necesario ésas con la eficacia más alta, sino ésas con un equilibrio entre la producción barata y eficacia arriba bastante para reducir al mínimo el equilibrio área-relacionado del coste de sistemas. Esas compañías con la tecnología de fabricación del gran escala para los substratos baratos de la capa pueden, de hecho, en última instancia ser los productores de electricidad netos más baratos, incluso con las eficacias de la célula que son más bajas que las de tecnologías monocristal. .
class=" del Multijunction del arseniuro (GaAs) de galio
Las células de gran eficacia se han desarrollado para los usos especiales tales como satélites y exploración de espacio . Estas células del multijunction consisten en las películas finas múltiples producidas usar la epitaxia de viga molecular . Una célula de la triple-ensambladura, por ejemplo, puede consistir en los semiconductores: GaAs, GE, y GaInP2 . Cada tipo de semiconductor tendrá una energía característica del boquete de venda que, libremente discurso, las causas él absorber la luz lo más eficientemente posible en cierto color, o más exacto, para absorber la radiación electromágnetica sobre una porción del espectro. Los semiconductores se eligen cuidadosamente para absorber casi todo el espectro solar, así generando electricidad de tanto de la energía solar como sea posible. tintes de Luz-absorción
Células solares orgánicas/del polímero
Las células solares orgánicas y las células solares del polímero se construyen de las películas finas (típicamente 100 nanómetro) de los semiconductores orgánicos tal como polímeros y compuestos de la pequeño-molécula como el vinylene del polifenileno, la ftalcocianina de cobre (un pigmento orgánico azul o verde) y los fullerenes del carbón. Las eficacias de conversión de energía alcanzadas hasta la fecha usar los polímeros conductores son bajas en la eficacia del 6% para las mejores células hasta la fecha. Sin embargo, estas células podrían ser beneficiosas para algunos usos donde están importantes la flexibilidad y la desechabilidad mecánicas. Silicio
Las fino-películas del silicio son depositadas principalmente por la deposición de vapor químico (plasma-realzada típicamente (PE-CVD)) del gas del gas del silano y del hidrógeno . Dependiendo de los parámetros de la deposición, esto puede rendir: Silicio amorfo (uno-Si o uno-Si: H) Células solares de Nanocrystalline
Concentrar photovoltaics (CPV)
Concentrando los sistemas fotovoltaicos utilizan una área extensa de lentes o de espejos para centrarse luz del sol en una pequeña área de células fotovoltaicas. Si estos sistemas utilizan solo o el dual-eje que sigue para mejorar funcionamiento, pueden ser referidos como concentrador Photovoltaics (HCPV) del helióstato del . La atracción primaria de los sistemas de CPV es su uso reducido del material semiconductor que es costoso y actual en fuente corta. Además, el aumento del cociente de concentración mejora el funcionamiento de materiales fotovoltaicos generales y también permite el uso de materiales de alto rendimiento tales como arseniuro de galio . A pesar de las ventajas de las tecnologías de CPV su uso ha sido limitado por los costes de concentración, de seguimiento y de equipo de enfriamiento. En 25 de octubre, 2006, el gobierno federal australiano y el gobierno estatal Victorian junto con las Sistema Solar de la tecnología fotovoltaico de la compañía anunciaron un proyecto usar esta tecnología, estación de la energía solar en Victoria, previsto para venir en línea en 2008 y para ser terminado antes de 2013. Esta planta, en 154 MW, sería diez veces más grande que la planta fotovoltaica actual más grande del mundo. Fabricación del dispositivo de la célula solar de silicio
Porque las células solares son dispositivos de semiconductor, comparten muchas de las mismas técnicas del proceso y de fabricación que otros dispositivos de semiconductor tales como computadora y virutas de la memoria . Sin embargo, los requisitos rigurosos para la limpieza y el control de calidad de la fabricación del semiconductor son un poco más relaxed para las células solares. Las fábricas celulares solares comerciales más en grande hacen hoy las células solares de silicio policristalinas impresas pantalla. Las obleas monocristalinas que se utilizan en la industria del semiconductor se pueden hacer en las células solares excelentes de la eficacia alta, pero ellas se consideran generalmente para ser demasiado costosas para la producción en masa en grande. Investigación actual sobre los materiales y los dispositivos
Proceso del silicio
Una forma de reducir el coste es desarrollar métodos más baratos de obtener el silicio que es suficientemente puro. El silicio es un elemento muy común, pero está limitado normalmente en silicona, o la arena de la silicona. El proceso de la silicona (SiO2) para producir el silicio es un proceso de la energía muy alta - en las eficacias actuales, asume el control dos años para que una célula solar convencional genere tanta energía como fue utilizado para hacer el silicio que contiene. Métodos más económicos de energía de síntesis son no sólo beneficiosos a la industria solar, pero también a las industrias que rodean tecnología del silicio en conjunto. Proceso Thin-film
El uso Thin-film menos el de 1% de las células solares de la materia prima (silicio u otros amortiguadores ligeros) comparó a las células solares basadas oblea, llevando a una gota de precio significativa por la KVH. Hay muchos grupos de investigación en todo el mundo que investigan activamente diversos acercamientos y/o materiales thin-film, no obstante queda ver si estas soluciones pueden generar la misma espacio-eficacia que el proceso tradicional del silicio. Proceso de polímero
La invención de los polímeros conductores (para qué Alan Heeger, el Alan G. MacDiarmid y el Hideki Shirakawa fueron concedidos a Premio Nobel Del ) puede llevar al desarrollo de células mucho más baratas que se basen en los plásticos baratos. Sin embargo, todas las células solares orgánicas que hechos hasta la fecha sufren de la degradación sobre la exposición a la luz ULTRAVIOLETA, y por lo tanto que tienen cursos de la vida que sean demasiado cortos lejano a ser viables. El conjugó que los sistemas del enlace doble en los polímeros, que llevan la carga, son siempre susceptibles a la fractura para arriba cuando están irradiados con longitudes de onda más cortas. Además, la mayoría de los polímeros conductores, siendo alto no saturados y reactivos, son alto - sensibles a la humedad atmosférica y a la oxidación, haciendo usos comerciales difíciles. Proceso de Nanoparticle
Los paneles solares del no-silicio experimental se pueden hacer de las heteroestructuras de Quantum eg. Los nanotubes del carbón o el Quantum puntea encajado en los polímeros conductores o los óxidos metálicos mesoporous. Además, las películas finas de muchos de estos materiales en las células solares de silicio convencionales pueden aumentar la eficacia óptica del acoplador en la célula de silicio, así alzando la eficacia total. Variando el tamaño de los puntos del quántum, las células se pueden templar para absorber diversas longitudes de onda. Aunque la investigación todavía esté en su infancia, el punto de Quantum - el photovoltaics modificado puede poder alcanzar el hasta 42 por ciento de energía de eficacia de conversión debido a la generación múltiple (megohmio) del excitón. Conductores transparentes
Muchas películas finas transparentes del nuevo uso de las células solares que son también conductores de la carga eléctrica. Las películas finas conductoras dominantes usadas en la investigación ahora son los óxidos conductores transparentes (" abreviado; TCO"), e incluir el óxido Flúor-dopado (SnO2 de la lata: F, o " FTO"), óxido de cinc dopado (e.: ZnO: Al), y óxido (" abreviado de la lata del indio; ITO"). Estas películas conductoras también se utilizan en la industria del LCD para las pantallas planas. La función dual de un TCO permite que la luz pase a través de una ventana del substrato al material absorbente ligero activo debajo, y también sirve como contacto óhmico transportar ondas portadoras photogenerated lejos de ese material absorbente ligero. Los actuales materiales de TCO son eficaces para la investigación, pero quizás todavía no se optimizan para la producción fotovoltaica en grande. Requieren condiciones muy especiales de la deposición en el alto vacío, pueden sufrir a veces de fuerza mecánica pobre, y tienen más transmitencia pobre en la porción infrarroja del espectro (e.: Las películas finas de ITO se pueden también utilizar como filtros infrarrojos en ventanas del aeroplano). Estos factores hacen la fabricación en grande más costosa. La oblea de silicio basó las células solares
A pesar de las tentativas numerosas en la fabricación de mejores células solares usando los nuevos y exóticos materiales, la realidad es que el mercado del photovoltaics todavía es dominado por las células solares oblea-basadas silicio (células solares de primera generación). Esto significa que la mayoría de los fabricantes de la célula solar están equipados para producir éstos tipo de células solares. Por lo tanto, un cuerpo grande de la investigación se está haciendo actual por todo el mundo para crear las células solares oblea-basadas silicio que pueden alcanzar una eficacia de conversión más alta sin un aumento desorbitado en coste de producción. La puntería de la investigación es alcanzar el diseño más bajo de la célula solar de $/watt que es conveniente para la producción comercial. Células de la astilla
Fabricantes
Ver también
Edificio autónomo
Desarrollo de energía
Tecnología verde
Helianthos
Fotodiodo
Photovoltaics
Arsenal fotovoltaico
Photovore - (robusteza -- ) luz-que busca, a menudo luz-accionado
Energías renovables
Motor solar
El panel solar
Energía solar
Azotea solar
Ripias solares
Perseguidor solar
Cronología de la energía solar
Microgeneration Random links: Rouse de Mikel | Districto de Ardatovsky | Tandil | Baianism | Corte de districto de Estados Unidos para el districto de Hawaii