İdeal koşullar altında %21’e varan dönüştürme verimlilikleriyle ince kristal silisyumun verimlilik potansiyelini gösteren dünya çapında geniş bir araştırma faaliyetleri yelpazesi vardır. Çoğunlukla amaç, ilgili konsepti kanıtlamak ve en önemli elektriksel ve optik parametrelerin etkisini incelemektir.

Genel olarak, gerçekleştirilen hücrelerin çoğunun hala substrat olarak Si gofretler üzerinde yapıldığına dikkat edilmelidir. Bu tür test yapıları, konsepti kanıtlamayı ve farklı sınır koşullarının hücre performansı üzerindeki etkisini incelemeyi amaçlayan, mevcut en iyi anlaşılan malzemeler kullanılarak ideal koşullar altında yapılmıştır.

Bu ideal sistemlerden elde edilen içgörüler artık uygun maliyetli katman sistemlerine ve işleme teknolojilerine aktarılmak üzeredir. Kristal Si ince film güneş pili, son on yılda muazzam bir gelişme gördü, ancak yalnızca Astropower bu çabayı ticari olarak bulunabilen bir ürüne aktardı.

Çok sayıda farklı yaklaşım kabaca üç kategoride sınıflandırılabilir: i) doğrudan cam üzerine uygulanan Si katmanları; ii) yüksek sıcaklığa dayanıklı alt tabakalar üzerindeki Si katmanları; ve iii) cama aktarılan Si gofretlerinden yarı işlenmiş monokristal Si katmanları. Bu sınıflandırma kapsamında elde edilen bazı olağanüstü sonuçlar aşağıdaki bölümlerde tartışılacaktır.

Katmanlar

Cam yüzeylerle uyumlu tüm yaklaşımların doğal sınırlaması, camın 600◦C mertebesinde olan erime noktasıdır. Bu, hem Si birikiminin hem de güneş pili işlemenin daha uzun bir süre boyunca bu sıcaklık sınırının ötesine geçmesine izin verilmediği anlamına gelir.

Si tabakasının kristalleştirilmesi ya lazerle ya da katı fazda kristalleştirmeyle yapılabilir. Örneğin Kaneka Corp., yüksek oranda katkılı bir temas tabakasının lazerle kristalleştirilmesini ve ardından içsel bir mikro kristalli soğurucu filmin biriktirilmesini kullanır.

Bu “STAR” yapısının can alıcı özelliği (Yüzey Dokusu ve Arka Reflektörle Geliştirilmiş Absorpsiyon), pürüzlü bir yansıtıcı arka tabaka nedeniyle mükemmel bir optik sınırlama ile birleştirilmiş 5 μm’den daha az bir Si-tabakası kalınlığıdır. a-Si:H/mikrokristalin-Si/mikrokristalin Si’nin üçlü hücre yığını, %11.5’lik kararlı bir verimlilik elde etti.

Fotovoltaik Cihazlar Merkezi değişen p- ve n-doping seviyelerine sahip çok sayıda katmanın biriktirilmesini uygulayarak çok bağlantılı güneş pili konseptini araştırıyor.

Temel fikir, bu katmanlarda çok kısa azınlık taşıyıcı difüzyon uzunluklarının tolere edilebilmesi ve dolayısıyla çok saf olmayan materyallerin kullanılabilmesidir. Bu faydanın iyi bir hücre performansına dönüştürülmesi, büyük ölçüde aynı polariteye sahip katmanların elektriksel bağlantısına ve uzay yükü bölgesindeki rekombinasyona bağlıdır.

Konsepti kanıtlamak için yüksek oranda katkılı bir Cz gofreti üzerine epitaksiyel olarak uygulanan altı katmanlı bir sistemle %17,6’ya varan verimlilik elde edildi, ancak düşük maliyetli bir sistemle ilgili hiçbir sonuç bildirilmedi. Bununla birlikte, Pacific Solar, ürün geliştirmesi için cam üzerine basit bir tek katmanlı silikon sistem seçti.

Dokulu cam üzerine kaplanmış çok kristalli bir Si filminden oluşur. Film sadece 2μ’den daha kalındır. Bu film, hızlı bir düşük sıcaklıkta biriktirme ve ardından gelişmiş elektronik özellikler için daha yüksek bir sıcaklık işlemi ile üretilir. Sürecin detayları bilinmiyor.

Esnek Güneş Paneli
Thin-film solar panel
Saydam güneş paneli
Polikristal güneş paneli avantajları
Saydam güneş paneli nedir
İnce film güneş Paneli fiyatları
Monokristal Polikristal güneş paneli Farkları
Monokristal Güneş Paneli

Filmin yapısı ve modül yapısı gösterilmektedir. İnce n+pp+ silikon film, bir cam üst tabaka üzerinde biriktirilir, bu da şekilde ışığın aşağıdan geldiği anlamına gelir. Silikon önce bir yalıtkan reçine ile kaplanır, ardından metal temas yapısı gelir. P- ve n-tipi kontaklar, gösterilen ustaca bir şema ile yapılır.

Derin kraterler ve daha sığ çukurlar, lazer ateşlemeyle oluşturulur ve metal uçlara bağlanır. Tekli hücreler lazer yiv açma ile ayrılır ve hücreler metal uçlarla seri olarak bağlanır. Bu şekilde monolitik seri bağlı modüller, sonraki bölümde açıklanacak olan diğer malzemelerden ince film modüllerine benzer şekilde üretilir.

Pasifik güneş filmleri, filmin kendisinin iyi elektriksel iletkenlik sergilemesi gibi ilginç bir özelliğe sahiptir, bu da yüzeydeki iletken oksitleri gereksiz kılar.

Şu anda en iyi modüllerin verimliliği %7,25’tir; ortalama pilot üretim verimliliği %6,5’tir. Yakın gelecekte %8 ve iki yıl içinde %10 verimlilik beklenmektedir. Modüllerin mükemmel dayanıklılığı da kanıtlanmıştır.

Mevcut üretim maliyeti 1,95 ABD Doları/W olup, daha büyük hacimle birlikte bunun daha büyük üretim seferleri için 1 ABD Doları/W’a düşeceği beklentisiyle. Bu ürün şu anda pilot üretim aşamasındadır. Daha fazla gelişme, büyük ölçekli üretim için gerekli sermaye yatırımının bulunmasına bağlıdır.

Yüksek Isıya Dayanıklı Yüzeyler 

Yüksek sıcaklık yaklaşımları, 1000◦C’nin üzerindeki sıcaklıklarda yüksek Si biriktirme hızlarına (∼= 5 μm/dak) ve sıvı faz (Tmelt,Si ∼ 1420◦C) yoluyla Si-yeniden kristalleştirme tekniklerine dayanır. Bu teknolojiler ile yüksek verim, sürekli hat içi işleme, büyük taneler ve dolayısıyla yüksek verimlilik elde edilebilir.

Bununla birlikte, düşük fiyata ideal teknik özelliklere sahip bir alt tabaka malzemesi henüz bulunamıyor. Genel bir kural olarak, ucuz malzemeler genellikle yüksek sıcaklıklarda, bu safsızlıkların substratlardan aktif Si tabakasına geçmesine neden olan yüksek düzeyde safsızlıklar içerir.

Ayrıca, katman hazırlama ve güneş pili işleme için işlem adımlarının karmaşıklığı, özellikle yalıtkan alt tabakalar üzerinde, kritik tarafa doğru sayılır.

Güneş Enerjisi Sistemleri Enstitüsü (ISE) üç farklı yüksek sıcaklık yaklaşımını araştırıyor:

– Yüksek katkılı silikon şerit ön tabakaları, hızlı bir termal kimyasal buhar biriktirme (RT-CVD) reaktöründe aktif Si tabakasının müteakip doğrudan epitaksiyel büyümesi için substratlar olarak kullanılır.

Güneş pilleri için katman sisteminin ısıl işlemi, safsızlıkların aktif Si tabakasına göç ettiğini hesaba katmalı ve böylece alt tabakada izin verilen maksimum kirlilik seviyesi belirlenmelidir.

– Daha sonra geçiş delikleri olan bir SiO2 tabakası ile kaplanan, alt tabaka olarak düşük kaliteli, oldukça katkılı bir Si tabakası. Deliklerin toplam alan kaplaması %0,5’tir; bu, arka elektrotla yeterli bir elektrik teması sağlamak için yeterlidir, ancak yine de safsızlıkların alt tabakadan difüzyonunu önemli ölçüde bastırır.

CVD biriktirilmiş Si tabakasının tepesi, tane boyutunu büyütmek için geniş alanlı bir yeniden kristalleştirme adımına maruz bırakılır ve geçiş deliklerinin altında bulunan Si kristalleri aracılığıyla tohumlama gerçekleşir.

– Seramik veya grafit gibi kapsüllenmiş yabancı alt tabakalar kullanılır ve ince taneli Si tabakasının yükseltilmesi, bir bölge eritme yeniden kristalleştirme adımıyla gerçekleşir.

The post İnce Film Güneş Paneli – Enerji Mühendisliği Ödevleri – Enerji Mühendisliği Ödev Hazırlatma – Enerji Mühendisliği Alanında Tez Yazdırma – Enerji Mühendisliği Ödev Yaptırma Fiyatları first appeared on Online (Parayla Ödev Yaptırma).

Temel fizik bölümünde silisyumun özellikleri hakkında söylenenler göz önüne alındığında, kristal silisyumdan ince film hücre yapmak çelişkili görünebilir. Bununla birlikte, yalnızca birkaç mikrometre kalınlığa sahip kristal Si hücrelerinin makul verimliliğe sahip olabileceği hem teorik hem de pratik olarak gösterilmiştir. Anahtar, filmin akıllı optik tasarımıdır.

Toplam iç yansıma ile ışık, film kalınlığını otuz kat veya daha fazla aşan bir yol uzunluğu ile sonuçlanarak bir film içinde dağılabilir ve sınırlandırılabilir. Aynı zamanda ışık kaynaklı taşıyıcıların aktif bölgelere çok yakın yüzeylerde yeniden birleşmediğinden emin olunmalıdır. Optik ve elektriksel sınırlama terimi, kristalin ince film güneş pillerinin çalışma prensibini açıklamak için türetilmiştir.

Güneş pilleri için daha ince silikon gofretlerle ilgili ilk düşünceler, rekor yüksek verimlilikler için ideal parametreleri simüle ederken yapıldı. Azalan hücre kalınlığıyla, yine azalan aktif hacmin bir sonucu olan azalan doyma akımı nedeniyle açık devre voltajının arttığına dikkat çektiler.

Bu makalelerde, 30 μm mertebesinde bir kalınlığın faydaları ölçüldü ve bu avantajdan yararlanmak için düşük yüzey rekombinasyon hızlarının ve iyi bir optik sınırlamanın önemi de gösterildi. Silikon katmanlarda ışık yakalama ile ilgili ilk teorik çalışma, Lambertian arka reflektörü basit ama etkili bir yapı olarak öneren Goetzberger tarafından yapılmıştır.

Işık yakalamanın farklı olasılıkları gösterilmiştir. Önemli bir maliyet azaltma potansiyeli içeren çok çeşitli teknolojik avantajlar da açıklanmıştır.

Bu temel çalışmalardan sonra, artan sayıda grubun çeşitli teknolojik sorunları belirlemesi ve bu sorunların üstesinden gelmek için ilk güneş pillerini test etmesi on yıldan fazla zaman aldı. Günümüzde, kristalin Silikon İnce Film Güneş Pillerinin geliştirilmesi için itici güçtür. Bu bölümün yanı sıra ince film malzemeleriyle ilgili sonraki bölüm de kısmen yeni bir incelemeyi takip ediyor.

Kristalin Silikon İnce Film Güneş Pilinin Temel Bileşenleri

Tüm c-SiTFC yaklaşımlarının bağlantı özelliği, tipik olarak 5 ila 50 μm’lik aktif silikon katmanının azaltılmış kalınlığı nedeniyle mekanik bir destek olarak ihtiyaç duyulan altta yatan alt tabakadır. Alt tabaka ya daha önce bahsedilen SSP-şeritleri gibi düşük kaliteli silikondan ya da cam, seramik ya da grafit gibi yabancı alt tabakalardan oluşur.

Substrat malzemesinin seçimi, güneş pili işleme için izin verilen maksimum sıcaklığı belirler ve bu nedenle, neredeyse tüm c-SiTFC yaklaşımları, üç kategoriden birine atanabilir: (i) yüksek sıcaklık yaklaşımı; (ii) düşük sıcaklık yaklaşımı; ve (iii) aşağıda açıklanan transfer teknikleridir.

Ayrıca, elektriksel olarak iletken substrat malzemelerinin kullanılması, geleneksel ön ve arka yan hücreye olanak sağlar; yalıtım malzemeleri, birkaç hücrenin yekpare seri bağlantılarına izin verir.

Alt tabaka ile ilgili en kritik gereksinimler, düşük maliyet, termal kararlılık, uygun bir termal genleşme katsayısı, mekanik kararlılık ve belirli bir yüzey düzgünlüğüdür. Burada ele alınan tipte bir ince film hücresinin temel yapısı gösterilmektedir.

Hücre işlemede ortaya çıkan yüksek sıcaklıklar nedeniyle, safsızlıklar substrattan aktif silikon tabakasına geçebilir ve dönüşüm verimliliği üzerinde zararlı etkilere neden olabilir.

Bu nedenle, Si02 veya SiNx gibi bariyer katmanlarının, elektriksel olarak aktif silikon katmanın çökeltilmesinden önce substrat üzerinde biriktirilmesi, safsızlık difüzyonunu bastırmak için etkili bir önlemdir. Ayrıca, bu tür ara katmanlar, iyi bir optik hapsetme elde etmek için bir arka yan reflektör görevi görebilir.

Kabaca sıvı faz ve gaz fazı biriktirme ana gruplarına tahsis edilebilecek çok çeşitli silikon biriktirme teknolojileri vardır. Sıvı faz biriktirmede ilgili substrat, silikonla doyurulmuş bir metal eriyiği (Cu, Al, Sn, In) ile temas ettirilir.

Eriyiğin sıcaklığının düşürülmesiyle, aşırı doygunluk meydana gelir ve alt-tabaka üzerinde silikon birikir. Substrat sıcaklığı 800–1.000◦C aralığında yer alır ve biriktirme hızları birkaç μm/sa ile 10 μm/sa arasında değişir. Sıvı Faz Epitaksi (LPE) işlemi terimi, büyüme epitaksiyel olmadığında, yani substratın kristal yönelimini yeniden ürettiğinde de kullanılır.

Mikroelektronikte iyi bilinen bir yöntem olan Kimyasal Buhar Biriktirme (CVD) yönteminde, H2 ve öncü maddeler SiH4, SiH2Cl2 veya SiHCl3’ün bir karışımı, alt tabakanın sıcak yüzeyinde termal olarak ayrıştırılır.

Monokristal Güneş Paneli
Monokristal Polikristal güneş paneli Farkları
Monokristal panel
Dünyanın en verimli güneş paneli
Monokristal Güneş Paneli Fiyatları
Polikristal güneş Paneli Nedir
Monokristal güneş paneli verimi
Monokristal polikristal farkı

En yaygın teknikler düşük basınçlı ve atmosferik basınçlı CVD’dir (LP-, AP-CVD), ancak aynı zamanda plazma ile zenginleştirilmiş, iyon destekli veya sıcak tel CVD (PE-, IA- veya HW-CVD) de kullanılır. 300◦C ile 1.200◦C arasındaki sıcaklıklarda silikon filmler biriktirin.

Güneş pillerinin büyük ölçekli üretiminde kullanıldığında farklı biriktirme yöntemlerinin ekonomik yönleri hakkında çok az şey bilinmektedir, ancak sürekli hat içi işleme potansiyeli ve 5 μm/dk’dan daha yüksek gerçekleşen biriktirme hızları nedeniyle APCVD’ye doğru bir eğilim vardır. 

Genel bir eğilim olarak, hücre verimliliği tane boyutuyla birlikte artar. Bunun nedeni, pasifleştirilmemiş durumdaki tane sınırlarının, azınlık taşıyıcılarının difüzyon uzunluğunu büyük ölçüde azaltan çok etkili rekombinasyon alanları olabilmesidir.

Öte yandan, yüksek dönüşüm verimliliği elde etmek için difüzyon uzunluğunun aktif Si tabakasının kalınlığını en az iki kat aşması gerektiği simülasyonlardan iyi bilinmektedir.

Bu nedenle, Si filmler ara katmanlarda veya yabancı alt tabakalarda biriktiğinde ve bu nedenle kabul edilebilir azınlık taşıyıcı hareketlilikleri için çok ince taneli olduğunda, yeniden kristalleştirme yoluyla bir yükseltme önerilir.

Enerjiyi Si katmanına bağlamak için kullanılan prosedüre ve alt tabakadan izin verilen termal bütçeye bağlı olarak çeşitli yöntemler kullanılmıştır.

Sıvı faz yoluyla meydana gelen en yaygın yeniden kristalleştirme mekanizmaları, lazer, elektron ışını, şerit ısıtıcı veya halojen lamba yeniden kristalleştirmedir.

Sıvı bölgenin şekline ve boyutuna, Si taneciklerinin çekme hızına, erime derinliğine, üç boyutlu sıcaklık gradyanına ve dolayısıyla ortaya çıkan Si tabakasındaki tane boyutuna ve kusur yoğunluğuna ve son olarak ölçeklenebilirliğe göre ayırt edilirler. 

The post Güneş Panel Kristalleri – Enerji Mühendisliği Ödevleri – Enerji Mühendisliği Ödev Hazırlatma – Enerji Mühendisliği Alanında Tez Yazdırma – Enerji Mühendisliği Ödev Yaptırma Fiyatları first appeared on Online (Parayla Ödev Yaptırma).