Các cách để giảm tổn thất hiệu quả của các tấm pin mặt trời

Nguyên nhân chính dẫn đến hiệu suất chuyển đổi thấp của các tấm pin mặt trời hiện tại là mất đi" năng lượng photon năng lượng thấp" và" năng lượng photon năng lượng cao" ;, cả hai đều giới hạn hiệu suất giới hạn lý thuyết của các tấm pin mặt trời xuống khoảng 40%. Phần sau giải thích ngắn gọn cách cải thiện từng cơ chế mất mát.

1. Giảm sự mất mát năng lượng của các photon năng lượng thấp

Ví dụ, khi sử dụng vật liệu bán dẫn quang điện tử có độ rộng vùng cấm, độ rộng vùng cấm của silicon tinh thể điển hình là 1,1 eV, vì vậy nó chỉ có thể hấp thụ các photon có bước sóng ngắn hơn 1100 nm.

2. Giảm sự mất mát năng lượng của các photon năng lượng cao

Sử dụng vật liệu bán dẫn quang điện tử có độ rộng vùng cấm cao. Dựa trên hai điểm đầu tiên, việc sử dụng kết hợp các vật liệu bán dẫn đa vùng cấm có thể làm tăng hiệu quả tỷ lệ sử dụng của các photon với các năng lượng khác nhau.

3. Giảm hiệu suất hấp thụ và suy hao phản xạ: (1) Sử dụng vật liệu bán dẫn có hệ số hấp thụ ánh sáng càng cao càng tốt; (2) Giảm diện tích điện cực kim loại và sử dụng điện cực dẫn điện trong suốt để thay thế một số điện cực kim loại; (3) Tăng độ nhám bề mặt của vật liệu và sử dụng vật liệu lớp phản xạ chống ăn mòn để giảm sự suy giảm phản xạ do phản xạ bề mặt gây ra.

4. Giảm tổn thất điện áp hở mạch. Điều chỉnh nồng độ tạp chất pha tạp và vị trí cấp Fermi của nguyên liệu.

5. Giảm tổn thất hệ số lấp đầy: (1) Sử dụng lớp thụ động bề mặt ở ranh giới của bề mặt tấm pin mặt trời hoặc điện cực phía sau để giảm các liên kết lơ lửng; (2) Sử dụng vật liệu bảng điều khiển năng lượng mặt trời có độ tinh khiết cao (tạp chất thấp) và các kỹ thuật chuẩn bị tốt hơn để giảm các thiết bị tái tổ hợp bên trong cơ thể; (3) Sử dụng dây dẫn tốt làm điện cực và áp dụng thiết kế cấu trúc điện cực tốt hơn để giảm điện trở nối tiếp.