Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Technologie tenkovrstvých článků a modulů A5M13FVS-4.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Technologie tenkovrstvých článků a modulů A5M13FVS-4."— Transkript prezentace:

1 Technologie tenkovrstvých článků a modulů A5M13FVS-4

2 Články z krystalického Si Tenkovrstvé články Základní typy článků:

3 Tenkovstvé články CIS CdTe/CdSAmorfní Si

4 Antireflexní vrstva (Light trapping)

5 TCO pro „light trapping effect“ ZnO naprášená vrstva leptaná v HCl ZnO připravená CVD (Chemical Vapour Deposition)

6 Porovnání článků z krystalického Si a tenkovrstvých článků Krystalický Si tenkovrstvý struktura n + -p(-p + ) p + -i-n + přední kontakt mřížka a sběrnice celoplošný kontakt s TCO tloušťka cca 200  m 0.3 až 3  m zadní kontakt nedůležitý zpětný reflektor antirefexní texturace TCO „light trapping effect“ vrstva osvícení ze strany n + ze strany p + technologie n +- difúze do substrátu plasmatické procesy

7 Tandemové články irradiation W g1 > W g2

8 Technologie tenkovrstvých článků A) Vakuové deposice Napařování Naprašování

9 B) CVD (Chemical vapour deposition ) - Chemická depozice z plynné fáze CVD vytvoření stabilní sloučeniny na vyhřívané podložce chemickou reakcí nebo rozkladem směsi plynů Reakční komora Složení plynné směsi Řízení technologického postupu Řízení teploty podložky Výměna substrátů

10 Chemická depozice z plynné fáze (CVD) Za atmosférického tlaku Za sníženého tlaku (LPCVD -Low Pressure CVD) LPCVD se užívá depozice nitridu kemíku 3SiH 4 + 3NH 3 → Si 3 N H 2 depozice křemíku SiH 4 → Si + 2H 2.

11 Plasmatická depozice (PECVD) Rychlost depozice je vyšší než v případě LPCVD, kvalita vrstev je nižší VF elektroda a substrát tvoří kapacitor. V tomto objemu vzniká (za sníženého tlaku) plasma spojená s reakcí složek plynné směsi a depozici produktů reakce na povrch substrátu

12 Struktura deponované vrstvy závisí na složení plynu a na teplotě substrátu zředění rH = ([H 2 ] + [SiH 4 ])/[SiH 4 ]. rH < 30, roste amorfní vrstva rH > 45, roste vrstva c-Si

13 Technologie tenkovrstvých článků Články z amorfního (mikrokrystalického) Si průhledný substrát (sklo) TCO a-Si:H p+ vrstva ( nm) a-Si:H nedotovaný ( 250 nm) a-Si:H n+ vrstva (20 nm) TCO (difúzní bariéra) Ag nebo Al

14 Tandem solar cell – „micromorph“ (microcrystal + amorphous)

15 Technologie CdTe článků Depozice CdTe na substráty s TCO a vrstvou CdS

16 Tenkovrstvé moduly na skleněném substrátu sklo TCO

17 Rozměr pracovní komory depozičního zařízení musí odpovídat rozměrům modulu (maximální dosažená plocha 5 m 2 )

18 Kontakty se připojují pomocí vodivého lepidla Ze zadní strany se pomocí EVA přilaminuje krycí vrstva – obvykle sklo, svorkovnice s vývody opatřenými konektory (bez překlenovacích diod) Relativně velká hmotnost - 17 až 19 kg/m 2

19 Tenkovrstvé FV články na pružném substrátu „Roll to roll“ technologie Po rozčlenění pásu se jednotlivé články spojí do modulu a zapouzdří polymery   7%  7%

20 Články a moduly je možno realizovat na pružném substrátu i pomocí technologie CIS (CIGS) V porovnání s články z krystalického křemíku – nižší spotřeba materiálů a nižší energetická náročnost výroby, na druhé straně nižší účinnost, zásoby některých materiálů (In, Te,..) jsou omezené V současné době se soustřeďuje pozornost na materiály typu CIGSS (Cu-In-Ga-Se-S), kde byla na malých vzorcích dosažena účinnost 20%

21 Závislost účinnosti článků na intenzitě záření Při nízkých úrovních intenzity dopadajícího záření účinnost s rostoucí intenzitou roste, dosahuje maxima a poté s dále rostoucí intenzitou záření klesá. Bod maxima účinnosti závisí na R s Tenkovrstvé články (velký R s ) Krystalický Si (malý R s )

22 Vývoj podílu jednotlivých technologií na produkci PV modulů

23 Jednotlivé typy modulů se porovnávají podle různých kritérií (účinnost, cena, energetická výtěžnost). Jedním ze zajímavých kritérií může být potřeba plochy na instalaci výkonu 1 kW p

24 Ve stadiu výzkumu a vývoje je celá řada dalších materiálů a technologií Články na bázi monokrystalických vrstev polovodičů A III B V Články na bázi organických polovodičů Fotochemické články (Gratzel, DSSC) Články s využitím nanotechnologií

25 A III B V články s vysokou účinností Nejvyšší dosažená účinnost   40%

26 Koncentrátorové moduly Sluneční záření musí být v optické ose chladič FV články parabolické zrcadlo Musí být zajištěn odvod ztrátového tepla

27 Předpokládá se rychlý rozvoj koncentrátorových systémů v zemích „Slunečního pásu“

28 Organické polovodiče Přeskokový mechanismus : A1- + A2 -> A1 + e- + A2 -> A1 + A2-

29 Materiály typu P a typu N, FV články Perylen pigment (n) Cu Phtalocyanin (p) odrážející elektroda (Al) organický polovodič typu P TCO průhledná podložka U organický polovodič typu N +- h Technologické přednosti : tisk jednotlivých vrstev pružný substrát (plasty) Velké plochy Nízká cena Molekulární materiály nevýhoda: účinnost pod 5% krátká životnost

30 elektrolyt Pt TCO sklo světlo barvivo na TiO 2 nanokrystalech Fotochemické články (Gratzel, DSSC) η = 8% S + hν → S ∗ S ∗ → S + + e − (TiO 2 ) S + + e − → S I 3 − + 2e− → 3I− Přítomnost elektrolytu omezuje maximální provozní teplotu. Omezená životnost

31 Struktury s kvantovými efekty realizované nanotechnologiemi Struktury jsou stále ještě ve stadiu výzkumu a vývoje V nejbližších pěti letech se aplikacích nejspíše neuplatní


Stáhnout ppt "Technologie tenkovrstvých článků a modulů A5M13FVS-4."

Podobné prezentace


Reklamy Google