Flexible CIGS Photovoltaic Cell with Energy Conversion Efficiency of 17.7%

Flexible CIGS Photovoltaic Cell with Energy Conversion Efficiency of 17.7%
JAPANESE Site Haritası
AIST HOME Araştırma sonuçları
Latest Researches RIO-DB RRPDB Publications Video Library Annual report New patents Topics Bilgi
Organization Contact AIST Access Map For international Events Araştırma AIST at
AIST fellows AIST laboratories Research Bases Reserch fields

--------------------------------------------------------------------------------

>Araştırma sonuçları>Son Araştırmalar> Esnek cigs Fotovoltaik Hücre Enerji Dönüşüm Verimliliği % 17.7 ile

Esnek cigs Fotovoltaik Hücre Enerji Dönüşüm Verimliliği % 17.7 ile
- bir etiket tipi yüksek performanslı güneş pili geliştirilmesi etkinleştirme -
(16 Temmuz 2008 AIST basın açıklaması çevirisi )

Makas
olmayan bir silikon malzeme ( cigs ince film kullanır Esnek, hafif fotovoltaik hücre ).
esnek bir cigs ile yüksek enerji dönüşüm verimliliği mümkün fotovoltaik hücre .
kavisli yüzeyler ve yüksek performanslı taşınabilir solar hücreler üzerine monte edilebilir fotovoltaik hücrelerin gelişmesi yönünde önemli bir adım .

Özet
Shigeru Niki ( Lider , ayrıca Müdür Yardımcısı RCPV ) ve Shogo Ishizuka ( Araştırmacı ), İnce Film Bileşik Yarıiletken Takımı, Araştırma Merkezi Fotovoltaikler için ( RCPV ) ( Yönetmen: Michio Kondo ) Ulusal İleri Endüstriyel Bilim ve Teknoloji ( AIST ) ( Başkan: Hiroyuki Yoshikawa ), Teijin Limited ( Teijin ) işbirliği ile , dramatik cigs olmayan bir silikon malzeme kullanımı esnek fotovoltaik hücrelerin enerji dönüşüm verimliliği arttırma tekniğidir geliştirdik. seramik gibi esnek yüzeylerde çeşitli Bu teknikte , yüksek performanslı fotovoltaik hücreler kullanarak, metal folyo ve polimerler üretilmektedir.

(In) , galyum ( Ga ) cigs , yarı iletken malzeme bakır (Cu) , indiyum kullanmak güneş hücrelerinde fotoelektrik dönüşüm tabakasının kalınlığı, ve selenyum (Se), birkaç mikrometre ile sipariş azaltılabilir. Bu özelliği sayesinde , bir eğri yüzey ve taşınabilir fotovoltaik hücreler yüklenebilir aydınlatabiliriz - tweight ve esnek fotovoltaik hücreler gerçekleşmesi bekleniyor. önemli ölçüde geliştirilmiş Esnek cigs fotovoltaik hücreler yüksek performanslı geliştirmek için zor olmuştur , bugüne kadar . yeni bir kontrollü alkali Ayrıca tekniğin geliştirilmesi ve yeni bir polimer ile teknoloji kullanımı substrat , esnek cigs fotovoltaik hücrelerin enerji dönüşüm verimi .

Bu araştırmanın sonuçları 4 Sempozyumu Araştırma Merkezi Fotovoltaikler , AIST için of National Museum Gelişen Bilim ve Yenilik Temmuz 28 ve 29, 2008 da yapılacak , ilan edilecek ve 23 Avrupa Fotovoltaik Güneş Enerjisi Konferansı ve at Sergi Valencia yapılacak , İspanya 1-5 Eylül , 2008 .


Esnek cigs güneş pilleri bir seramik levha yüzey (solda) ve bir polimer film substrat (sağda ) ile fabrikasyon .


Araştırma için sosyal Arkaplan
çevre sorunları ve artan ham petrol fiyatları ile ilgili artan endişeler nedeniyle, orada fotovoltaik ve diğer yeni enerji kaynakları gibi elektrik üretimi yenilenebilir enerji kullanarak artan bir ilgi var.

cigs fotovoltaik hücre 1 gibi )))) sağlar radyasyona dayanıklı tasarımları geniş bir olanak düz siyah renkli ve 4 hayır yaşlı bozulma , 3 ile uzun süreli güvenilirlik yüksek enerji dönüşüm verimliliği, 2 çok mükemmel özelliklere sahiptir kozmik uzay bile kullanımı . yaklaşık bir yıldır onun kısa enerji geri ödeme süresi, yarısı polysilicon güneş hücre ve hücre düşük maliyetli üretim bekleniyor olabilir. Cigs fotovoltaik hücreler zaten pratik kullanımda , ticari üretim ve güneş paneli modülleri satışı 2007 yılında yerli üreticiler tarafından başlatılmıştır.

cigs fotovoltaik hücre bir diğer önemli özelliği, onun foto- emici tabakanın kalınlığı birkaç mikrometre sırasını azaltılmış olabilir. tabakasının inceliği nedeniyle, hammadde kullanılan miktarı ve azaltılabilir esnek hücre imal edilebilir. Gerçekleşme kavisli bir yüzeye monte edilebilir ya da hafif ve taşınabilir parçaları haline yüksek performanslı esnek fotovoltaik hücre, bir , yaygın kullanımı ve fotovoltaik hücrelerin popülerleşme olmasına neden olur.
Araştırma Tarihçesi
cigs emici katman büyüme tekniği çok kaynaktan buharlaştırma yöntemi kullanılarak dayanarak, AIST ) 1 geliştirilmesi yönünde önemli çabalar yapıyor in situ gözlem ve film büyüme , 2 kontrol teknikleri ) uygun geniş band aralığı cigs , 3) cigs emici tabakada kristal hataları kontrol eden bir yöntemdir ve 4) bir kaynak tasarrufu film büyüme için bir yöntem için fotovoltaik hücre üretimi için bir süreç radikal bir selenyum kaynağı kullanarak . RCPV , AIST de kontrol ve cigs özelliklerinin değerlendirilmesi gibi temel çalışmalar yürütmektedir olarak entegre modül ve geliştirilmiş performans ile esnek fotovoltaik hücrelerin gelişimi gibi uygulamalı araştırma .

Bu araştırma, "Araştırma ve Geliştirme cigs Fotovoltaik Hücre Performans İyileştirme " şeması ( FY2006 - 2009) Araştırma ve Geliştirme Geleceği Fotovoltaik Sistem Teknolojileri of Yeni Enerji ve Sanayi Teknoloji Geliştirme Organizasyonu ( NEDO ) tarafından desteklenen proje ile desteklenmiştir.
Araştırma Detayları
Bir teknik sorunları kalan esnek cigs fotovoltaik hücrelerin performans iyileştirilmesi için çözülecek cigs emici katmanda alkali doping seviyesini kontrol edilmesidir. Alkali metaller sodyum gibi (Na) delik taşıyıcı konsantrasyonu ve açık devre gerilimi arttırmak için vazgeçilmez kirlilikler ( dopants ) olarak cigs fotovoltaik hücreler kullanılacak bilinmektedir. fotovoltaik hücreler esnek cigs performansını artırmak için çeşitli alkali ek yöntemleri, hangi alkali bileşikler sodyum selenide (Na gibi2Se ) ve sodyum florid (KAF) alkali öncüleri olarak kullanılan ve daha önce , sonra tevdi veya cigs kat büyüme sırasında incelenmiştir. Bu alkali bileşiklerin çok çok onların kararsız özellikleri nedeniyle deliquescence gibi tatmin edici tekrarlanabilirlik ile fotovoltaik hücrelerin , performans geliştirme zordur çünkü Ancak sağlanamamıştır .

AIST olarak, istikrarlı alkali bileşikler alkali kaynak malzemeleri, gibi , alkali- silikat cam ince tabakalar ( ASTL ) kullanılan zeminde önce molibden yatırılacaktır (Mo) geri temas tabakası birikimi , Şekil olarak . 1 ve alkali miktarı cigs emici tabaka haline Mo geri temas tabakası ile " ASTL birikimi koşullara (" ASTL yöntemini kontrol ederek birleşmiş kontrol için) bir teknik geliştirdi. Bu tekniği kullanarak, aynı zamanda yüksek tekrarlanabilirlik ile rahatlık , alkali ek yapabilir ve böylece cigs fotovoltaik hücrelerin enerji dönüşüm verimliliği önemli bir iyileşme hakkında getirebilir. Biz esnek cigs fotovoltaik hücre bir seramik pürüzsüz yüzeyli ASTL yöntemini kullanarak substrat küçük bir alan fabrikasyon ve % 17.7 aktif bir alan verimliliği elde etti. bir yüzey hafif pürüzlü bir yüzeye sahip titanyum folyo , yapılmış kullanarak, % 17.4 ' a dönüşüm verimliliği elde edebiliriz . esnek CGI'lerde ve % 17.7 enerji dönüşüm verimliliği fotovoltaik hücre (Bkz. Şekil . 2) esnek cigs hücreler için en yüksek değeri tarihe bildirdi.


Şekil 1 yüksek verimlilik şematik gösterimi esnek cigs güneş pili Bu çalışmada gelişti. alkali kaynak malzemeleri, alkali- silikat ince tabakalar ( ASTL ) esnek yatırdı olduğundan Mo geri temas tabakası fışkırtması önce yüzeyler .
Al Grid elektrotlar Şekil olarak . 3 TCO katman üzerinde buharlaşma ile yansıma önleyici kaplama önce kuruldu.


Fotovoltaik parametreleri
Verimlilik : % 17.7
Açık devre gerilimi: 0,660 V
Kısa devre akım yoğunluğu : 35,4 mA / cm2
Dolgu faktörü : 0,757

Şekil 2 esnek cigs Mevcut gerilim eğrisi güneş pili bir seramik levha ASTL yöntemi ile imal . cigs emici tabaka 550 ° C yüzey sıcaklığı yetiştiği



Şekil 3 Esnek cigs güneş pilleri

() Seramik yüzey bıraktı
(Sağda) Polimer substrat


hafif olan polimerik malzemeler , yalıtım ve ucuz , esnek yüzeyler için uygun malzeme olarak dikkat kazanmaktadır. polimerik malzemeler düşük yaklaşık 450 ° C de işlenecek , ancak daha yüksek 500 ° C sıcaklığa ihtiyaç vardır gerekli cigs ışık katlı yüksek enerji dönüşüm verimliliği olan emici oluşturdu. Ayrıca, polimer yüzeylerde yapılan zordur , dolayısıyla hemen hemen imkansız bir cigs fotovoltaik hücre bir polimer substrat kullanılarak üretilen yüksek enerji dönüşüm verimliliği gerçekleştirmek için yapıyor. Çok az araştırmacılar fazla % 12 oranında bir enerji dönüşüm verimliliği bildirdin.

Son zamanlarda, Teijin spin kaplı cam bir yüzey üzerinde bir polimer film geliştirmiştir. Bir cigs fotovoltaik hücre bu polimer film oluşmuştur sonra Şekil olarak , film kolayca cam substrattan , soyulmuş olabilir. 3 ( sağda) . esnek cigs bu polimer fotovoltaik hücre ASTL yöntemiyle imal substrat sadece kolay değil, aynı zamanda açık gerilim geliştirdi ve dolgu % 14.7 (Şekil 4 aktif bir alan verimlilik faktörü alkali- ek etkisi nedeniyle , ). Hücrenin cigs emici tabaka 400 ° C'de kuruldu Bu enerji dönüşüm verimliliği en yüksek değeri cigs fotovoltaik hücreler polimer yüzeylerde fabrikasyon için bildirilmektedir. Bu polimer yüzey kullanımı güneş hücreleri gereken ortak bir aparat panel modül imalat ve hiçbir özel ekipman için roll -to -roll makineleri gibi tasarlanmış esnek cigs imalatı sağlar.

(A) - ASTL ile
Verimlilik : % 14.7
Açık devre gerilimi: 0,619 V
Kısa devre akım yoğunluğu : 36,0 mA / cm2
Dolgu faktörü : 0,658
(B) - olmadan ASTL
Verimlilik : % 12.2
Açık devre gerilimi: 0,571 V
Kısa devre akım yoğunluğu : 35,4 mA / cm2
Dolgu faktörü : 0,604

Şekil 4 güneş hücreleri polimer yüzeylerde fabrikasyon esnek cigs gelen akım-gerilim eğrileri. Cigs emici tabakalar 400 ° C yüzey sıcaklığı yetiştirilmiştir


Gelecek Programı
Biz pratik boyutlarının Altmodüller esnek cigs fotovoltaik hücreler küçük alanının enerji dönüşüm verimliliği arttırmak için yöntem uygulamak için , tasarlamak ve araştırma ve geliştirme çabaları için entegrasyon süreci gibi teknik konuları ele devam ölçek -up ve verim oranının iyileştirilmesi .




geri dön


AIST HOME Araştırma sonuçları Bilgi Araştırma AIST at
--------------------------------------------------------------------------------

© 2001-2010 AIST
--------------------------------------------------------------------------------