Quyosh energiyasini konvertatsiya qilishda doimiy ortib borayotgan samaradorlikka intilish an'anaviy kremniyga asoslangan pn-birikma quyosh xujayralaridan tashqari tadqiqotlarga olib keldi. Istiqbolli yo'llardan biri Schottky diodli quyosh batareyalarida joylashgan bo'lib, yorug'likni singdirish va elektr energiyasini ishlab chiqarishga noyob yondashuvni taklif qiladi.
Asoslarni tushunish
An'anaviy quyosh xujayralari musbat zaryadlangan (p-turi) va manfiy zaryadlangan (n-turi) yarimo'tkazgichlar uchrashadigan pn birikmasiga tayanadi. Bundan farqli o'laroq, Schottky diodli quyosh xujayralari metall-yarim o'tkazgich birikmasidan foydalanadi. Bu metall va yarimo'tkazgich o'rtasidagi turli xil energiya darajalari natijasida hosil bo'lgan Shottki to'sig'ini yaratadi. Hujayraga tushgan yorug'lik elektronlarni qo'zg'atadi, bu ularga bu to'siqdan sakrab o'tishga va elektr tokiga hissa qo'shishga imkon beradi.
Schottky diodli quyosh batareyalarining afzalliklari
Schottky diodli quyosh xujayralari an'anaviy pn-birikma hujayralariga nisbatan bir qator potentsial afzalliklarga ega:
Tejamkor ishlab chiqarish: Schottky xujayralari odatda pn birlashma hujayralariga nisbatan ishlab chiqarishda sodda, bu esa ishlab chiqarish xarajatlarini kamaytirishga olib keladi.
Kengaytirilgan yorug'likni ushlab turish: Schottky hujayralaridagi metall kontakt hujayra ichidagi yorug'likni ushlab turishni yaxshilashi mumkin, bu esa yorug'likni yanada samaraliroq singdirish imkonini beradi.
Tezroq zaryad tashish: Schottky to'sig'i foto-generatsiyalangan elektronlarning tezroq harakatlanishini osonlashtirishi mumkin, bu esa konversiya samaradorligini oshirishi mumkin.
Schottky quyosh xujayralari uchun materiallarni o'rganish
Tadqiqotchilar Schottky quyosh batareyalarida foydalanish uchun turli xil materiallarni faol ravishda o'rganmoqdalar:
Kadmiy selenid (CdSe): Hozirgi CdSe Schottky xujayralari 0,72% atrofida kam samaradorlikka ega bo'lsa-da, elektron nurli litografiya kabi ishlab chiqarish texnikasidagi yutuqlar kelajakdagi yaxshilanishlar uchun va'da beradi.
Nikel oksidi (NiO): NiO 5,2% gacha samaradorlikka erishib, Schottky hujayralarida istiqbolli p-tipli material bo'lib xizmat qiladi. Uning keng tarmoqli oralig'i xususiyatlari yorug'likning yutilishini va hujayraning umumiy ish faoliyatini yaxshilaydi.
Galiy arsenid (GaAs): GaAs Schottky hujayralari 22% dan ortiq samaradorlikni namoyish etdi. Biroq, bu ko'rsatkichga erishish uchun aniq boshqariladigan oksidli qatlam bilan ehtiyotkorlik bilan ishlab chiqilgan metall-izolyator-yarim o'tkazgich (MIS) strukturasi kerak.
Qiyinchiliklar va kelajak yo'nalishlari
Potentsialiga qaramay, Schottky diodli quyosh batareyalari ba'zi qiyinchiliklarga duch keladi:
Rekombinatsiya: hujayra ichidagi elektron-teshik juftlarining rekombinatsiyasi samaradorlikni cheklashi mumkin. Bunday yo'qotishlarni kamaytirish uchun qo'shimcha tadqiqotlar talab etiladi.
To'siq balandligini optimallashtirish: Schottky to'siq balandligi samaradorlikka sezilarli ta'sir qiladi. Zaryadni samarali ajratish uchun yuqori to'siq va minimal energiya yo'qotish uchun past to'siq o'rtasidagi optimal muvozanatni topish juda muhimdir.
Xulosa
Schottky diodli quyosh xujayralari quyosh energiyasini konvertatsiya qilish uchun ulkan salohiyatga ega. Ularni ishlab chiqarishning sodda usullari, yorug‘likni yaxshi singdirish imkoniyatlari va zaryadni tezroq tashish mexanizmlari ularni istiqbolli texnologiyaga aylantiradi. Tadqiqotlar materialni optimallashtirish va rekombinatsiyani yumshatish strategiyalarini chuqurroq o'rganar ekan, biz Schottky diodli quyosh batareyalari toza energiya ishlab chiqarishda muhim o'yinchi sifatida paydo bo'lishini kutishimiz mumkin.
Xabar vaqti: 2024 yil 13-iyun