1 / 21

KEE/SOES 10. přednáška Modern í t echnologie FV článků Umělá fotosyntéza

KEE/SOES 10. přednáška Modern í t echnologie FV článků Umělá fotosyntéza. Ing. Milan Bělík, Ph.D. Moderní t echnologie FV článků Polykrystalický křemík Křemík - tenké vrstvy Jiné polovodiče Fluorescentní kolektory Organické sloučeniny. 1. generace FV monokrystal Si, polykrystal Si

hamlet
Download Presentation

KEE/SOES 10. přednáška Modern í t echnologie FV článků Umělá fotosyntéza

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. KEE/SOES10. přednáškaModerní technologie FV článkůUmělá fotosyntéza Ing. Milan Bělík, Ph.D.

  2. Moderní technologie FV článků • Polykrystalický křemík • Křemík - tenké vrstvy • Jiné polovodiče • Fluorescentní kolektory • Organické sloučeniny

  3. 1. generace FV monokrystal Si, polykrystal Si 2. generace FV tenké vrstvy amorfního nebo mikrokrystalického Si 3. generace FV překročení Shockley – Queisserovy hranice (přeměna přebytku energie fotonu na teplo)

  4. Monokrystalický křemík • Snaha o úsporu materiálu • Řezání tenčích desek (z 0,3 na 0,1mm) • Rozvoj alternativních technologií • Tažení destiček skrz štěrbinu (EFG Shott Solar) • Tažení destiček mezi strunami (Evergreen Solar) • Žíhané kuličky - spíš polykrystal (Spheral Solar) • Směrové leptání – pásky 0,05x2x100mm (Silver Cells) • Nevýhody oproti monokrystalu • Horší vodivost na rozhraní krystalů • Menší účinnost

  5. Polykrystalický křemík • Levnější než monokrystal • Jednodušší technologie • Odpadá Czochralskiho proces • Výhody podobné monokrystalu: • Vhodná šířka zakázaného pásma • Dostupný • Nejedovatý • Stály • Nevýhody oproti monokrystalu • Horší vodivost na rozhraní krystalů • Menší účinnost

  6. Levnější než monokrystal???? • Levnější technologie • FV trh - větší poptávka než nabídka

  7. Tenké vrstvy • tenké vrstvy amorfního Si • tenké vrstvy mikrokrystalického Si • Úspora materiálu (100x méně Si) • Drahé technologie (vakuové depozice) • Nižší účinnost (pod 10%) • Podobné náklady na jednotku výkonu jako 1. generace • V současnosti cca 5% produkce

  8. Vakuové nanášení vrstev • elektricky kvalitní • Pomalé - snaha o vyšší rychlost (10nm/s) • vysokotlaký ochuzený režim HPD • Nanášení z roztoků • Roztok cyklopentasilanu • Následné žíhání na amorfní nebo polykrystalický Si

  9. Články třetí generace • Tandemové články • Články s vícenásobnými pásy • Generace více párů elektron-díra • Termofotovoltaická přeměna • Termofotonická přeměna • Články s kvantovou jámou • Články s horkými nosiči • Prostorově strukturované články • Organické články

  10. Shockley-Queisserova hranice • Teoretická účinnost 32% • Minimální a maximální energie fotonu • Ztráty energie záření • Jednovrstvé články • Generace více párů jedním fotonem • Násobení náboje v nanokrystalech • CdS, SdSe – kvantová výtěžnost 700% (90% E fotonu) • Vícevrstvé struktury • GaInP2 – Eg = 1,89eV • GaAs – Eg = 1,42eV • Ge – Eg = 0,67eV

  11. Trojitý tandemový článek

  12. Šestinásobný tandemový článek

  13. Články s kvantovou jámou • Quantum well SC (1990 – Barnham, Duggan) • Vícevrstvá struktura s heterogenními přechody • Podobné tandemovým článkům • Napětí řízeno spodními strukturami • GaAsP, InGaAs – 2% • Články s horkými nosiči • Využití „horké“ energie před „schladnutím“ elektronu • Kontakty = rezonanční „tunely“

  14. Fluorescentní kolektory • Vysoká optická absorpce • Krystalický křemík • Úspora materiálu • Využití stávajících technologií

  15. Organické články • Polymery + anorganické sloučeniny • Polythiofen/TiO2 • Nanostruktura – velká efektivní plocha • Malá účinnost – 12% • Vysoká cena – 8 Euro/Wp

  16. Umělá fotosyntéza • Příroda – hlavní zdroj energie • Noční a denní fáze

  17. Umělá fotosyntéza • Produkce vodíku a kyslíku jen za přítomnosti světla • Následné využití v palivových článcích • Reakční centra • Světlosběrný komplex

More Related