วิธีการลดการสูญเสียประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์

สาเหตุหลักที่ทำให้ประสิทธิภาพการแปลงของแผงโซลาร์เซลล์ในปัจจุบันต่ำคือการสูญเสีย "พลังงานโฟตอนพลังงานต่ำ-" และ "พลังงานโฟตอนพลังงานสูง-" ซึ่งทั้งสองอย่างนี้จำกัดประสิทธิภาพขีดจำกัดทางทฤษฎีของแผงโซลาร์เซลล์ไว้ที่ประมาณ 40% ต่อไปนี้จะอธิบายวิธีการปรับปรุงโดยย่อสำหรับกลไกการสูญเสียแต่ละรายการ

1. ลดการสูญเสียพลังงานโฟตอนพลังงานต่ำ-

ตัวอย่างเช่น การใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์แบบช่องว่างแถบความถี่ต่ำ ช่องว่างแถบของซิลิคอนผลึกทั่วไปคือ 1.1 eV ดังนั้นจึงสามารถดูดซับโฟตอนที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่า 1100 นาโนเมตรเท่านั้น

2. ลดการสูญเสียพลังงานโฟตอนพลังงานสูง

การใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์แบบช่องว่างย่านความถี่สูง เพื่อสรุปสองประเด็นแรก การรวมกันของ-วัสดุเซมิคอนดักเตอร์แบนด์แกปหลายรายการสามารถปรับปรุงอัตราการใช้โฟตอนที่มีพลังงานต่างกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ

3. ลดประสิทธิภาพการดูดซับและการสูญเสียการสะท้อน: (1) พยายามใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่มีค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงสูง (2) ลดพื้นที่ของอิเล็กโทรดโลหะ และใช้อิเล็กโทรดนำไฟฟ้าแบบโปร่งใสเพื่อทดแทนอิเล็กโทรดโลหะบางชนิด (3) เพิ่มความหยาบผิวของวัสดุ วัสดุชั้นสะท้อนแสงเพื่อลดการสูญเสียการสะท้อนที่เกิดจากการสะท้อนของพื้นผิว

4. ลดการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด ปรับความเข้มข้นของสิ่งเจือปน สิ่งเจือปน และระดับ Fermi ของวัตถุดิบ

5. ลดการสูญเสียปัจจัยการเติม: (1) ใช้ชั้นทู่พื้นผิวเพื่อลดพันธะห้อยบนพื้นผิวของพื้นผิวแผงโซลาร์เซลล์หรืออิเล็กโทรดด้านหลัง; (2) ใช้วัสดุแผงโซลาร์เซลล์ที่มีความบริสุทธิ์สูง- (มีสิ่งเจือปนต่ำ- และกระบวนการผลิตที่ดีขึ้นเพื่อลดการรวมตัวของปริมาตรภายในของอุปกรณ์ (3) ใช้ตัวนำที่ดีเป็นอิเล็กโทรด และใช้การออกแบบโครงสร้างอิเล็กโทรดที่ดีกว่าเพื่อลดความต้านทานแบบอนุกรม