태양 전지 재료

비정질 실리콘, 다결정 실리콘, CdTe, CuInxGa(1-x) Se2 및 기타 반도체 또는 함께 연결된 3족, 5족 및 6족 원소를 포함하여 태양 전지용 재료에는 많은 종류가 있습니다. 요컨대, 조명 후 전기를 생성하는 물질이 태양 전지가 찾는 물질입니다.
전기 자동차 태양열 충전 스테이션은 주로 다양한 제조 공정과 방법을 통해 빛의 반응과 흡수를 테스트하여 넓은 에너지 갭을 결합하고 단파장 또는 장파장의 완전한 흡수를 허용하는 혁신적인 돌파구를 달성하여 재료 비용을 줄입니다.
태양 전지에는 기판 유형 또는 박막 유형과 같은 유형도 있습니다. 기판은 단결정 유형으로 분할되거나 용해 후 다결정 블록으로 냉각될 수 있습니다. 박막형은 건물과 더 잘 결합될 수 있습니다. 곡률이 있거나 유연한 유형 또는 접힌 유형의 경우 재료는 일반적으로 비정질 실리콘입니다. 또한 일종의 유기 또는 나노 물질 연구 및 개발이 있으며 이는 여전히 유망한 연구 및 개발입니다. 따라서 우리는 기판 실리콘 기반의 1세대, 박막의 2세대, 신개념 연구개발의 3세대, 복합 필름 소재의 4세대 등 다양한 세대의 태양전지에 대해 들어왔습니다.
1세대 태양전지는 가장 오랜 개발 기간과 가장 성숙한 기술을 보유하고 있습니다. 단결정 실리콘, 다결정 실리콘 및 비정질 실리콘으로 나눌 수 있습니다. 적용면에서는 단결정 실리콘과 다결정 실리콘이 벌크였다.
2세대 박막 태양전지는 박막 공정으로 제조된다. 종은 Cadmium Telluride CdTe, Copper Indium Selenide CIS, Copper Indium Gallium Selenide CIGS, Gallium Arsenide GaAs로 나눌 수 있습니다.
3세대 배터리와 이전 세대 배터리의 가장 큰 차이점은 제조 공정에 유기물과 나노기술을 도입한 점이다. 광화학 태양전지, 염료 감광성 태양전지, 고분자 태양전지, 나노결정 태양전지가 있다.
4세대는 전지에서 빛을 흡수하는 박막을 다층 구조로 만드는 것이다.
일부 배터리 제조 기술. 한 가지 유형의 배터리만 제조할 수 있는 것은 아닙니다. 예를 들어 폴리실리콘 공정에서는 실리콘 결정판의 종류와 박막의 종류를 모두 제조할 수 있다.
일반적인 고분자 태양 전지 재료에는 폴리비닐카바졸(PVK), 폴리아세틸렌(PA), 폴리페닐렌 비닐렌(PPV) 및 폴리티오펜(PTh)이 포함됩니다.
(1) 폴리비닐카바졸(PVK)
광전 활성이 있는 고분자 중에서 PVK가 가장 먼저 발견되고 가장 많이 연구되었습니다. 측면 그룹에는 자외선을 흡수할 수 있는 대형 전자 접합 시스템이 있습니다. 여기된 전자는 인접한 카르바졸 고리에 의해 형성된 전하 복합체를 통해 자유롭게 이동할 수 있습니다. 이들은 일반적으로 I2, SbCl3, 트리니트로플루오레논(TNF) 및 니트로스틸벤젠벤젠 유도체 테트라시아노퀴논(TCNQ)으로 도핑됩니다.
(2) 폴리아세틸렌(PA)
PA는 지금까지 측정된 전도성이 가장 높은 전자 폴리머입니다. 중합 방법은 주로 Shirakawa Yingshu 방법, Namm 방법, Durham 방법 및 희토류 촉매 시스템을 포함합니다. Yingshu Shirakawa는 고농도의 Ziegler-Natta 촉매, 즉 TiOBu4-A1Et3를 사용하여 기상 아세틸렌으로부터 금속 광택을 갖는 자체 지지 폴리아세틸렌 필름을 직접 제조합니다. 필름은 배향 액정 기판에 형성되며 PA 필름도 고도로 배향됩니다. Narrman 방법의 특징은 중합 촉매가 "고온에서 노화"되므로 폴리머의 기계적 특성과 안정성이 크게 향상된다는 것입니다.
(3) 폴리페닐렌비닐렌(PPV)
최근 PPV 소재는 광전자공학 분야에서 가장 널리 사용되고 있으며 소자 효율이 가장 높다. 공액 구조로 인해 분자 사슬은 매우 단단하고 종종 녹고 용해하기 어렵고 가공하기 어렵습니다. 가용성 PPV를 얻는 방법은 벤젠 고리에 하나 이상의 장쇄 알칸을 도입하는 것입니다. 알칸의 수는 적어도 6이어야 한다. 또한 분지형 치환기를 갖는 직선형 알칸의 용해도는 동일한 탄소수를 갖는 직선형 알칸의 용해도보다 더 우수하다는 것이 밝혀졌다. 대표적인 물질은 MEH-PPV(MEH; 2-methoxy-5(2'-ethylhexoxy))로서 용해도가 좋고 사용이 편리하며; 금지대역폭은 2.1eV로 비교적 적당하다.
(4) 폴리티오펜(PT) 유도체
모든 공액 중합체 중에서 폴리티오펜은 매우 우수한 광전지 재료입니다. 적절한 밴드 갭과 높은 정공 이동성으로 인해 최근 몇 년 동안 유기 광전지 재료의 연구 핫스팟 중 하나가 되었습니다. 이중 P3HT(Poly (3-hexyl) thiophene)와 가용성 C60 유도체 PCBM의 블렌드 필름을 활성층으로 한 광기전력 소자는 열처리 시 에너지 전환 효율이 가장 높고, 에너지 전환 효율이 약 5퍼센트에 도달했습니다. 따라서, 새로운 폴리티오펜 유도체의 설계 및 합성, 폴리티오펜의 구조와 특성 사이의 관계 연구, 구조 변형을 통한 폴리티오펜 유도체의 특성 개선이 연구자들의 관심을 끌었다. 광전지 재료의 관점에서 볼 때 이러한 폴리티오펜 유도체는 우수한 용해도 및 필름 형성, 넓은 흡수 스펙트럼(특히 가시광선 영역에서) 및 높은 캐리어 이동성과 같은 가장 기본적인 특성을 가져야 합니다.