Selil solè yo se yon kalite eleman fotoelektrik ki ka konvèti enèji. Se estrikti debaz yo ki fòme pa konbine semi-conducteurs P-tip ak N-tip. Materyèl ki pi fondamantal nan semi-conducteurs se "Silisyòm", ki pa kondiktè. Sepandan, si diferan enpurte yo ajoute nan semi-conducteurs, P-tip ak N-kalite semi-conducteurs ka fèt. Lè sa a, diferans potansyèl ant semi-conducteurs P-tip ak yon twou (semi-conducteurs P-tip manke yon elèktron chaje negatif, ki ka konsidere kòm yon chaj pozitif adisyonèl) ak semi-conducteurs N-tip ak yon elèktron gratis adisyonèl yo itilize pou jenere kouran. Se poutèt sa, lè limyè solèy la klere, enèji limyè a eksite elektwon yo nan atòm Silisyòm yo, epi li pwodui konveksyon elektwon ak twou. Elektwon ak twou sa yo afekte pa potansyèl bati-an epi yo atire pa semi-conducteurs N-tip ak P-tip respektivman, epi rasanble nan tou de bout. Nan moman sa a, si deyò a konekte ak elektwòd yo fòme yon kous, sa a se prensip la nan jenerasyon pouvwa selil solè.
Selil solè yo ka divize an de kategori dapre eta kristal yo: kalite fim mens cristalline ak kalite fim mens ki pa cristalline (ki ap vini yo refere yo kòm yon-), ak ansyen an se plis divize an kalite kristal sèl ak kalite polikristalin.
Dapre materyèl la, yo ka divize an kalite fim mens Silisyòm, konpoze semi-kondiktè kalite fim mens ak kalite fim òganik, ak konpoze semi-conducteurs kalite fim mens se plis divize an kalite ki pa kristalin (a-Si:H, a-Si: H:F, a-SixGel-x:H, elatriye), gwoup IIIV (GaAs, InP, elatriye), IIVI gwoup (seri Cds) ak fosfid zenk (Zn3p2), elatriye.
Dapre diferan materyèl yo itilize, selil solè yo kapab tou divize an: selil solè Silisyòm, selil solè milti-konpoze mens fim, selil solè elektwòd modifye polymère, selil solè nanokristalin, selil solè òganik, selil solè plastik, nan mitan ki Silisyòm solè. selil yo se pi matirite ak domine nan aplikasyon yo.
1. Silisyòm selil solè
Selil solè Silisyòm yo divize an twa kalite: selil solè kristal sèl, Silisyòm polikristalin selil solè fim mens ak selil amorphe Silisyòm fim solè.
(1) Selil solè Silisyòm kristal sèl gen pi gwo efikasite konvèsyon ak teknoloji ki pi matirite. Efikasite konvèsyon ki pi wo nan laboratwa a se 24.7%, ak efikasite nan pwodiksyon gwo-echèl se 15% (tankou 2011, li se 18%). Li toujou okipe yon pozisyon dominan nan aplikasyon pou gwo echèl ak pwodiksyon endistriyèl, men akòz pri a wo nan Silisyòm sèl-cristaline, li difisil a siyifikativman redwi pri li yo. Yo nan lòd pou konsève pou materyèl Silisyòm, yo te devlope fim mens polikristalin Silisyòm ak fim mens Silisyòm amorphe kòm altènativ a selil solè sèl-cristalin Silisyòm.
(2) Konpare ak Silisyòm sèl-cristalin, selil solè fim mens polikristalin Silisyòm yo pi bon mache ak pi efikas pase selil fim mens Silisyòm amorphe. Pi gwo efikasite konvèsyon laboratwa li yo se 18%, ak efikasite konvèsyon pwodiksyon endistriyèl-echèl se 10% (tankou 2011, li se 17%). Se poutèt sa, selil fim mens polikristalin Silisyòm pral byento okipe yon pozisyon dominan nan mache selil solè a.
(3) Silisyòm amorphe selil solè fim mens yo ba nan pri ak limyè nan pwa, ak efikasite konvèsyon segondè, fasil yo pwodwi an mas, epi yo gen gwo potansyèl. Sepandan, akòz efè a dekonpozisyon foto-elektrik ki te koze pa materyèl li yo, estabilite li yo pa wo, ki afekte dirèkteman aplikasyon pratik li yo. Si pwoblèm nan estabilite ka pi lwen rezoud ak pwoblèm nan pousantaj konvèsyon ka amelyore, Lè sa a, selil amorphe Silisyòm solè pral san dout dwe youn nan pwodwi prensipal devlopman nan selil solè.
2. Cristalline selil solè fim mens
Selil fim mens polikristalin Kadmyòm ilfid ak kadmyòm telluride polikristalin selil fim mens yo pi efikas pase selil amorphe Silisyòm mens fim solè, pi bon mache pase selil monokristalin Silisyòm, epi fasil pou pwodui an mas. Sepandan, Kadmyòm se trè toksik epi li pral lakòz grav polisyon nan anviwònman an. Se poutèt sa, li se pa altènatif ki pi ideyal nan selil solè Silisyòm cristalline.
Efikasite konvèsyon nan galyòm arsenide (GaAs) III-V selil konpoze ka rive nan 28%. Materyèl konpoze GaAs gen yon diferans trè ideyal optik ak efikasite absòpsyon segondè, fò rezistans radyasyon, epi yo pa sansib a chalè. Yo apwopriye pou fabrike selil sèl-junction ki gen gwo efikasite. Sepandan, pri materyèl GaAs yo wo anpil, sa ki limite anpil popilarite selil GaAs yo.
Copper Indium selenide selil fim mens (CIS pou kout) yo apwopriye pou konvèsyon foto-elektrik, pa gen pwoblèm nan degradasyon limyè-induit, epi yo gen menm efikasite konvèsyon kòm Silisyòm polikristalin. Avèk avantaj ki genyen nan pri ki ba, bon pèfòmans ak pwosesis senp, li pral vin yon direksyon enpòtan pou devlopman nan selil solè nan tan kap vini an. Pwoblèm nan sèlman se sous la nan materyèl la. Depi Endyòm ak Selenyòm se eleman relativman ra, devlopman sa a kalite batri se inevitableman limite.
3. Selil solè polymère òganik yo
Ranplase materyèl inòganik ak polymère òganik se yon direksyon rechèch ki fèk devlope pou manifakti selil solè. Akòz avantaj ki genyen nan bon fleksibilite, pwodiksyon fasil, sous materyèl lajè ak pri ki ba nan materyèl òganik, li se nan gwo siyifikasyon nan gwo echèl itilizasyon enèji solè ak dispozisyon pou elektrisite bon mache. Sepandan, rechèch la sou preparasyon selil solè ak materyèl òganik te jis kòmanse. Kit li ka devlope nan yon pwodwi ki gen siyifikasyon pratik rete yo dwe plis etidye ak eksplore.
4. Nanokristalin selil solè
Selil solè nanokristalin yo fèk devlope. Avantaj yo se pri ki ba yo, pwosesis senp ak pèfòmans ki estab. Efikasite foto-elektrik yo ki estab nan plis pase 10%, ak pri pwodiksyon an se sèlman 1/5 a 1/10 nan sa yo ki nan selil solè Silisyòm. Lavi a ka rive jwenn plis pase 20 ane. Rechèch la ak devlopman nan pil sa yo jis kòmanse, epi yo pral piti piti antre nan mache a nan fiti prè.