Sådan fungerer tyndfilmsolceller

Tyndfilmssolceller er en type fotovoltaiske (PV) celler, der bruger tynde lag af halvledermateriale i stedet for de tykkere, dyrere siliciumwafers, der bruges i konventionelle solceller. Dette gør dem meget lettere, mere fleksible og billigere at producere.

Tyndfilmssolceller fremstilles ved at afsætte tynde lag af halvledermateriale på et substrat, såsom glas, metal eller plast. Halvledermaterialet er normalt et af følgende:

* Cadmium tellurid (CdTe)

* Kobber indium gallium selenid (CIGS)

* Amorft silicium (a-Si)

Disse materialer er valgt, fordi de har en høj absorptionskoefficient, hvilket betyder, at de kan absorbere meget lysenergi selv i tynde lag.

Processen med at afsætte halvledermaterialet på substratet kaldes tyndfilmaflejring. Der er en række forskellige tynd-film afsætningsteknikker, herunder:

* Fordampning

* Sputtering

* Kemisk dampaflejring (CVD)

* Molekylær stråleepitaxi (MBE)

Når først halvledermaterialet er blevet aflejret på substratet, er det typisk belagt med en gennemsigtig leder, såsom indiumtinoxid (ITO). Dette lag hjælper med at opsamle den elektriske strøm, der genereres af solcellen.

Tyndfilmssolceller er typisk mere effektive end konventionelle siliciumsolceller under dårlige lysforhold. Det skyldes, at de tynde lag af halvledermateriale absorberer lys mere effektivt end de tykkere wafere, der bruges i konventionelle solceller.

Tyndfilmssolceller er dog også mindre effektive end konventionelle siliciumsolceller under høje lysforhold. Dette skyldes, at de tynde lag af halvledermateriale kan blive for varme og miste effektivitet.

Samlet set tilbyder tyndfilmssolceller en række fordele i forhold til konventionelle siliciumsolceller, herunder:

* Lavere omkostninger

*Lettere vægt

* Mere fleksibilitet

* Bedre ydeevne under dårlige lysforhold

Disse fordele gør tyndfilmssolceller til en lovende teknologi til fremtidige solenergianvendelser.

Her er en mere detaljeret forklaring på, hvordan tyndfilmsolceller fungerer:

1. Lys rammer halvledermaterialet. Halvledermaterialet er opbygget af to lag:et positivt ladet lag og et negativt ladet lag.

2. Lysenergien skaber et elektron-hul-par. Elektron-hul-parret består af en elektron, der er slået ud af sin bane, og et hul, der efterlades på sin plads.

3. Elektronen og hullet bevæger sig i modsatte retninger. Elektronen bevæger sig mod det positivt ladede lag, og hullet bevæger sig mod det negativt ladede lag.

4. Elektronen og hullet når elektroderne. Elektronen og hullet når elektroderne, som er forbundet til et eksternt kredsløb.

5. Elektronen og hullet rekombinerer. Elektronen og hullet rekombinerer, og den elektriske energi frigives som elektricitet.

Denne proces gentages igen og igen, når lys rammer halvledermaterialet og skaber en elektrisk strøm.