Fleksibel Tyndfilm Solcelleanlæg

Tyndfilmssolceller i Japan Pavillon på Shanghai Expo

I et tidligere Solar Choice-blogindlæg skrev Prateek Chourdia om nogle nye tendenser i fremtiden for solcelleteknologi, herunder tyndfilmssol. Dette indlæg opsummerer nogle af nøglepunkterne vedrørende tyndfilmsteknologier, også kendt som fleksible solceller, og diskuterer deres mulige fremtidige retning.

I modsætning til de solpaneler, du sikkert forestiller dig, når du tænker på solenergi (monokrystallinsk og polykrystallinsk), er tyndfilmteknologi ikke lavet af højraffinerede siliciumkrystaller, men er snarere et sammenhængende materiale. Der er fire grundlæggende typer af tyndfilm solcelleanlæg (TFPV), klassificeret efter det anvendte fotovoltaiske materiale. Princippet for TFPV er dog det samme som for krystallinsk PV: lys rammer materialet og exciterer elektroner, som derefter “strømmer” gennem en permutation af et p-n-kryds og producerer elektricitet, der fanges og bruges.

Amorf silicium (aSi) solceller:

Amorf silicium solenergi, kort omtalt i vores tidligere blogindlæg, blev udviklet i 1970’erne og er lavet af en ikke-krystallinsk form for silicium, hvilket resulterer i lavere effektivitet pr. kvadratmeter – op til 15% i laboratorieforhold, men generelt 6- 8 % i rigtige applikationer. (Sammenlign dette med 15-18 % i krystallinske siliciumceller.) Men på grund af sin fleksibilitet og dens relativt lavere modtagelighed over for virkningerne af overophedning og skygge, har ASi en række daglige anvendelser: Det har været brugt i årtier til at oplade solenergi -drevne batteriberegnere og ure, og er for nylig blevet udviklet til solcelle-PV tagmaterialer såsom tegl og helvedesild af en række virksomheder.

Cadmium tellurid (CdTe) solceller:

Et mindre antal virksomheder udviklede cadmiumtellurid-solceller i 1990’erne, som kunne konkurrere med aSi om stedet som den billigste metode til tyndfilmssolenergiproduktion med laboratorieeffektiviteter på 16% og 11% i det virkelige liv. En fleksibel fotovoltaisk celle fremstillet af dette materiale med en effektivitet på 12,4% blev udviklet i 2009 af Federal Materials Testing Institute i Schweiz. Cadmium er et relativt billigt og let tilgængeligt materiale, men tellurid er et af de sjældneste grundstoffer på Jorden. (Mere om First Solars CdTe-teknologi.)

Solar PV celler lavet af kobber indium gallium selenid (CIS eller CIGS):

Kobber-indium-gallium-selenid blev udviklet i 80’erne og har udover høj varmetolerance også en af de højeste effektiviteter for tyndfilmssolmaterialer – 20% i laboratorieforhold og 11% i det virkelige liv. (Mere om CIGS-teknologi.)

Organiske solceller

Organiske solceller er lavet af materialer, der indeholder kulstof. Omkostningerne ved at fremstille organiske celler er lavere end for uorganiske materialer såsom silicium, men denne fordel opvejes væsentligt af, at disse cellers solkonverteringseffektivitet kun er 8 % i laboratoriet og 4 % i praksis, og det faktum at de normalt har en kort levetid Har en produktionslevetid på 6 år.

Der er en række faktorer, der lover fremtiden for tyndfilm PV. Den har mange anvendelsesmuligheder: den kan bruges som byggemateriale i stedet for markiser, sammen med vinduer og på vægge. Det er også nyttigt, når du bruger mindre, bærbare enheder i områder, hvor elektricitet ikke er tilgængelig: batteriopladere midt i ørkenen eller i landdistrikter (eller endda mens du camperer!). TFPV kan i nogle tilfælde rulles sammen og placeres i en sikker indpakning eller beholder for at blive hentet, når det er nødvendigt. Faktisk bruger det amerikanske militær, blandt andre organisationer, allerede bærbare solcelleanlæg til operationer i områder, hvor der ikke er noget elektrisk net. Derudover er nogle typer TFPV nemmere at genbruge end krystallinske celler med passende livscyklusplanlægning.

Global Business Intelligence (GBI), et markedsundersøgelsesfirma, forudser, at tyndfilmsteknologier vil blive en stor kraft på solenergimarkedet i 2024. Realiseringen af denne prognose afhænger af virksomhedernes succes med at sikre højere solkonverteringseffektivitet og længere levetid for disse teknologier.

I hvert fald udvikler tyndfilm PV-industrien sig hurtigt, og en række forskellige virksomheder eksperimenterer konstant med nye teknologier. Hvis du ønsker at installere eller bruge disse teknologier, skal du sørge for at diskutere dette med producenten, som burde være mest vidende om hver teknologis muligheder.

Skrevet af James Martin

Solar Choice Analyst

Ressourcer og links:

MotherEarthNews.com, “The Promise of Thin Film Solar”

GBI Research: “Markedsanalyse for tyndfilm solcelleanlæg indtil 2024”

SpecialtyFabricsReview.com: “Fleksible solceller”

National Renewable Energy Laboratory, Golden Colorado, “High Efficiency CdTe and CIGS Thin Film Solar Cells: Highlights and Challenges” (MS Word-dokument)

Billede af Japan Pavilion fra TripAdvisor.com

Tidligere relaterede Solar Choice blogindlæg: Nye tendenser inden for PV: Hvilken type solpanel skal du vælge? : Bygningsintegreret PV : Tagmonterede solcelleanlæg muligheder