Leitin að sívaxandi skilvirkni í umbreytingu sólarorku hefur leitt til könnunar umfram hefðbundnar kísil-undirstaða pn junction sólarsellur. Ein efnileg leið liggur í Schottky díóða sólarsellum, sem býður upp á einstaka nálgun á ljósgleypni og raforkuframleiðslu.
Skilningur á grundvallaratriðum
Hefðbundnar sólarsellur treysta á pn-mótinu, þar sem jákvætt hlaðinn (p-gerð) og neikvætt hlaðinn (n-gerð) hálfleiðari mætast. Aftur á móti nota Schottky díóða sólarsellur málm-hálfleiðara tengi. Þetta skapar Schottky hindrun, sem myndast af mismunandi orkustigum milli málmsins og hálfleiðarans. Ljós sem slær á frumuna örvar rafeindir, gerir þeim kleift að hoppa yfir þessa hindrun og stuðla að rafstraumi.
Kostir Schottky Diode sólfrumna
Schottky díóða sólarsellur bjóða upp á nokkra hugsanlega kosti umfram hefðbundnar pn junction frumur:
Hagkvæm framleiðsla: Schottky frumur eru almennt einfaldari í framleiðslu samanborið við pn junction frumur, sem gæti leitt til lægri framleiðslukostnaðar.
Aukin ljósvörn: Málmsnertingin í Schottky frumum getur bætt ljósgildrun innan frumunnar, sem gerir kleift að gleypa ljósið á skilvirkari hátt.
Hraðari hleðsluflutningur: Schottky hindrunin getur auðveldað hraðari hreyfingu ljósmyndamyndaðra rafeinda, sem gæti aukið skilvirkni umbreytinga.
Efniskönnun fyrir Schottky sólarfrumur
Vísindamenn eru virkir að kanna ýmis efni til notkunar í Schottky sólarsellum:
Kadmíumseleníð (CdSe): Þó að núverandi CdSe Schottky frumur sýni hóflega skilvirkni í kringum 0,72%, þá bjóða framfarir í framleiðslutækni eins og rafeindageislalitógrafíu fyrirheit um umbætur í framtíðinni.
Nikkeloxíð (NiO): NiO þjónar sem efnilegt p-gerð efni í Schottky frumum og nær allt að 5,2% skilvirkni. Breitt bandgap eiginleikar auka ljósgleypni og heildarafköst frumna.
Gallíumarseníð (GaAs): GaAs Schottky frumur hafa sýnt skilvirkni yfir 22%. Hins vegar, til að ná þessum árangri, þarf vandlega hannaða málm-einangrunar-hálfleiðara (MIS) uppbyggingu með nákvæmlega stýrðu oxíðlagi.
Áskoranir og framtíðarleiðbeiningar
Þrátt fyrir möguleika þeirra standa Schottky díóða sólarsellur frammi fyrir nokkrum áskorunum:
Recombination: Recombination rafeinda-holapöra innan frumunnar getur takmarkað skilvirkni. Frekari rannsókna er þörf til að lágmarka slíkt tap.
Hagræðing hindrunarhæðar: Schottky hindrunarhæðin hefur veruleg áhrif á skilvirkni. Mikilvægt er að finna besta jafnvægið á milli hárrar hindrunar fyrir skilvirkan hleðsluaðskilnað og lágrar hindrunar fyrir lágmarks orkutap.
Niðurstaða
Schottky díóða sólarsellur hafa gríðarlega möguleika á að gjörbylta umbreytingu sólarorku. Einfaldari framleiðsluaðferðir þeirra, aukin ljósgleypni og hraðari hleðsluflutningsaðferðir gera þær að efnilegri tækni. Eftir því sem rannsóknir kafa dýpra inn í aðferðir til að draga úr efnishagræðingu og endursamsetningu, getum við búist við að sjá Schottky díóða sólarsellur koma fram sem mikilvægur þátttakandi í framtíðarframleiðslu hreinnar orku.
Birtingartími: 13-jún-2024