Introduksjon til typer fleksible solceller

Amorft silisium
Tykkelsen på amorfe silisium (a-Si) fleksible batterier er 1/300 av tykkelsen på krystallinske silisiumbatterier, noe som kan redusere kostnadene for råvarer ytterligere. Et gjennombrudd innen fleksible amorfe silisiumbatterier var den foreslåtte trippelkryssstabelbatteristrukturen i 1997, som forbedret konverteringseffektiviteten og stabiliteten, og oppnådde en stabil konverteringseffektivitet på 8,0 prosent til 8,5 prosent.
Hvis vi tar det fleksible amorfe silisiumbatteriet til United Solar Ovonic Company i USA som et eksempel, inkluderer den amorfe silisium-trippelkryssstabelbatteristrukturen tre lag med pn-kryssabsorpsjonslag med forskjellige båndgap. Toppbatteriet bruker amorft silisium a-Si med et båndgap på 1,8 eV for å absorbere blått lys. Mellombatteriet bruker en silisiumgermaniumlegering a-SiGe med et båndgap på 1,6 eV, som absorberer grønt lys og har et Ge-innhold på 10 prosent til 15 prosent. Silisiumgermaniumlegeringen a-SiGe med et båndgap på 1,4 eV for bunnbatteriet absorberer 40 prosent til 50 prosent av rødt og infrarødt lys, med et høyt innhold av Ge. Etter at sollyset har passert gjennom de tre lagene med halvlederabsorpsjonslag i sin tur, er det fortsatt en del av lyset som ikke har blitt absorbert. Etter å ha blitt reflektert av det bakre refleksjonslaget av Al/ZnO, går det tilbake til de tre lagene med halvlederabsorpsjonslag og gjennomgår en annen absorpsjonsprosess. Det bakre refleksjonslaget spiller en lysfangende rolle. På denne måten kan fleksible amorfe silisiumbatterier mer effektivt absorbere innkommende og utgående lys, forbedre konverteringseffektiviteten og utgangseffekten og oppnå bedre ytelse under lite innfallende og spredte lysforhold.
Fra og med 2016 var det bare Xunli Solar som produserte amorfe silisium, fleksible tynnfilmbatterier og -komponenter i Kina, med en konverteringseffektivitet på 8-10 prosent og en total tykkelse på bare 1,5 mm. I produktapplikasjoner, i tillegg til rull-til-rulle fleksible tynnfilmkomponenter, er det også foldebare ladepakker som utvider bruken av fleksibelt amorft silisium.
Kobber indium gallium selen
På midten av-1970årene begynte folk å studere tynnfilmsbatterier av kobberindiumgalliumselenium (CIGS). CIGS tynne filmer tilhører krystaller med justerbare båndgap. På grunn av kravet til solceller for et båndgap på 1 til 1,7eV, kan båndgapet til CIGS justeres etter behov ved å endre innholdet av gruppe III-kationer In, Ga, Al og gruppe VI anioner Se, S. Sammenlignet til amorft silisium har CIGS-krystall færre interne defekter, mer stabil ytelse og en modullevetid på opptil 25 år. Under bruk av modulen kan bevegelsen av kobberioner reparere defekter, så ytelsen til modulen vil fortsette å forbedres, noe som står i motsetning til den fotoinduserte forfallseffekten eller SW-effekten (Staebler Wronskieflect) av amorft silisium.
Økologisk
I organiske fotovoltaiske (OPV) solceller er det organiske halvlederabsorberende mediet vanligvis sammensatt av en blanding av donor- og akseptormaterialer. Donormaterialer er gode til å gi elektroner, absorbere hull og ha en positiv ladning etter blanding. Konjugerte polymerer er typiske donormaterialer. Akseptormaterialet er godt til å absorbere elektroner og gi hull, og har negativ ladning etter blanding. Fulleren (C60) er et typisk akseptormateriale.
Eksitoner er bundne elektronhullpar, som er stimulerte kvasipartikler. Etter å ha blitt stimulert skiller elektronene og hullene seg, men elektronhullparene tiltrekker seg fortsatt hverandre gjennom den elektrostatiske Coulomb-kraften, som ikke kan skilles fullstendig på grunn av Coulomb-binding, og danner eksitoner. Det finnes to typer eksitoner, watt
Wannier Mottexcition og Frenkel exciton. Varni-modelleksitoner eksisterer i krystallinske silisiumhalvledere, der elektroner eksitert inn i ledningsbåndet og hull i valensbåndet danner bundne tilstander, med en svak Coulomb-kraft på omtrent {{0}}.01 eV. Frenkel-eksitoner finnes i donormaterialer i organiske medier, og Coulomb-kraften mellom dem er sterk, rundt 0,3 eV