薄膜太陽電池の長所と短所

薄膜電池の原理

化学電池では、化学エネルギーは電池内部の自発的な酸化、還元などによって直接電気エネルギーになります。化学反応の結果は、それぞれ2つの電極での反応です。電解質中の電位によるカソード活物質は負であり、亜鉛、カドミウム、鉛、その他の活性金属、水素、炭化水素などの還元剤の安定性があります。電解質中の電位による正の活物質は、二酸化マンガン、二酸化鉛、金属酸化物などの酸化ニッケル、酸素または空気、ハロゲンとその塩、酸素含有酸とその塩など、より正で安定した酸化剤です。 。

電解質は、酸、アルカリ、塩水溶液、有機または無機の非水溶液、溶融塩、固体電解質などの材料のイオン伝導性に優れています。開回路切断の場合、極間に電位差（開回路電圧）はありますが、電流はありませんが、バッテリーに蓄えられた化学エネルギーは電気に変換されません。開回路が閉じているとき、2つの電極の作用下で電位差は外部回路を流れる電流です。

同時に、電池内部では、電解質に自由電子がないため、電荷移動は、酸化反応と還元反応の間の活物質と電解質の界面、および材料の反応物と反応生成物の移動を伴う必要があります。電解質の電荷移動は、イオンの移動によって行われます。したがって、バッテリー内部では、通常の電荷移動および物質移動プロセスが、通常の出力電力を確保するために必要な条件です。充電するとき、放電とは対照的に、電力の伝達と物質移動プロセスの方向の内側のバッテリー。法線方向のプロセスでの物質移動と電力の伝達を確実にするために、可逆電極反応でなければなりません。

電極反応は可逆的であるため、蓄電池の必要条件となります。ギブズの自由エネルギーの増分（コークス）に応答するには、F = 96500ファラデー定数ライブラリAnn = 26.8時間。同等のバッテリー反応数の場合はN。これはバッテリーの起電力であり、基本的な熱力学方程式間の反応によって、基本的な熱力学方程式のバッテリーエネルギー変換効率も計算されます。実際、電流が電極を流れるとき、電極電位は熱力学的平衡電極電位から逸脱しており、この現象は分極と呼ばれます。電流密度（電流を流れる単位電極面積）が大きいほど、分極は深刻になります。分極は、バッテリーのエネルギー損失の重要な原因の1つです。 3つの理由の分極：（1）分極のバッテリー抵抗部分によって引き起こされるものはオーム分極と呼ばれます;（2）電極の電荷移動プロセスによって、活性化と呼ばれる分極によって引き起こされる電解質界面層ブロック;（3）電極によって;分極によって引き起こされる遅延における電解質界面層および物質移動プロセスは、濃度分極と呼ばれます。電極反応面積は、分極法の減少とともに増加し、電流密度を減少させ、反応温度を改善し、電極表面の触媒活性を改善することです。

薄膜太陽電池とデメリット

材料を使用しているため薄膜太陽電池は少なく、各モジュールのコストは蓄積型太陽電池よりも大幅に削減され、製造工程では蓄積型太陽エネルギー電池が少なくてすむため、統合型の接続もありますモジュールなので、固定接続と内部接続のコストで必要な独立したモジュールを節約できます。

将来の薄膜太陽電池は、現在一般的に使用されているシリコン太陽電池に取って代わり、市場の主流になる可能性があります。単結晶シリコン太陽電池または多結晶シリコン太陽電池材料を備えたアモルファスシリコン太陽電池は、異なる単結晶シリコン太陽エネルギーセルまたは多結晶シリコン太陽電池材料の主な違いであり、アモルファスシリコン太陽電池材料はSiH4であり、アモルファスシリコン太陽電池と結晶シリコン太陽電池の材料と構造は少し異なります。

SiH4の光効果と光吸収効果の利点は非常に優れていますが、電気絶縁体はシリコン半導体と同様の特性を備えているため、最初はSiH4は不適切な材料であると考えています。しかし、1970年代に、科学者たちはRCAの直後にこの問題を克服し、最初のアモルファスシリコン太陽電池を作成しました。 SiH4の光効果と光吸収効果は非常に優れていますが、その結晶構造がポリシリコン太陽電池よりも悪いため、サスペンションの重要な問題は多結晶シリコン太陽電池よりも深刻であり、自由電子と正孔の複合速度は非常に速くなります。さらに、SiH4の不規則な構造の結晶化は、電子と正孔の移動を妨げ、拡散領域を短くします。

上記の2つの要因に基づいて、電子のSiH4正孔に光を当てる場合、光電効果を効果的に生成するために、できるだけ早く電子と正孔を分離する必要があります。ほとんどの場合、非常に薄いアモルファスシリコン太陽電池は、自由電子と正孔の複合材料を減らします。 SiH4の吸引光効果により、非常に優れていますが、非常に薄いアモルファスシリコン太陽電池でもほとんどの光を吸収できます。

アモルファスシリコン薄膜太陽電池の構造は、一般的なシリコン太陽電池とは異なります。図9に示すように、メインは3層に分割でき、上層は非常に薄く（約0.008ミクロン）、高ドーピング濃度のP +;中間体です。層はより厚い（0.5〜1ミクロン）純粋な品質の層（固有層）ですが、一般に純粋な質量層は完全に純粋な質量（固有層）ではなく、n型材料の低ドーピング濃度です。最下層は薄い（0.02ミクロン）n。そして、この種のp + --p --I --nより伝統的なn構造の構造は大きな電界を持っているので、正孔に生成された純粋な質量層は電界分離後すぐになります。また、透明導電性フィルム（透明導電性酸化物：TCO）のP +上の酸化膜の薄層は、太陽光を防ぎ、太陽光を効果的に吸収することができます。通常はシリカ（SnO2）を使用します。

アモルファスシリコン太陽電池のコストのメリットは低く、デメリットは、不況時に使用する効率と光電変換効率が低いことです。そのため、アモルファスシリコン太陽電池は小規模電力市場で広く使用されていますが、電力市場では競争力が低くなっています。

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