วัสดุเซลล์แสงอาทิตย์ที่เกิดขึ้นใหม่ โดย Santosh K. Kurinec | ไอ 978-1-119-40754-6 | ซื้อหนังสืออ้างอิงออนไลน์ (2023)

คำนำ xxi

ตอนที่ 1 เซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอน 1

1 การเกิดขึ้นของการเติบโตของ Czochralski (CCZ) อย่างต่อเนื่องสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดโมโนคริสตัลไลน์ซิลิคอน 3
Santosh K. Kurinec, Charles Bopp และ Han Xu

1.1 บทนำ 4

1.1.1 กระบวนการ Czochralski (CZ) 5

1.1.2 กระบวนการ Czochralski ต่อเนื่อง (CCZ) 11

1.2 การดำเนินกระบวนการ Czochralski อย่างต่อเนื่อง 13

1.3 เซลล์แสงอาทิตย์ประดิษฐ์โดยใช้ CCZ Ingots 15

1.3.1 n-Type Mono-Si เซลล์ประสิทธิภาพสูง 15

1.3.2 เซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนชนิด p ชนิดแกลเลียมเจือด้วยแกลเลียม 17

1.4 บทสรุป 19

เอกสารอ้างอิง 19

2 เคมีและฟิสิกส์ของวัสดุสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนต้นทุนต่ำ 23
ถิงถิง เจียง และจอร์จ ซี. เฉิน

2.1 บทนำ 24

2.2 ผลึกซิลิคอนในเซลล์แสงอาทิตย์แบบดั้งเดิม/แบบคลาสสิก 26

2.2.1 การผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอน 26

2.2.2 การสูญเสียประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์แบบซิลิคอน 29

2.2.3 กลยุทธ์ใหม่สำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอน 32

2.3 ผลึกซิลิคอนต้นทุนต่ำ33

2.3.1 โลหะวิทยาซิลิคอน33

2.3.2 ซิลิกอนเกรดโลหะที่ได้รับการอัพเกรด 33

2.3.2.1 คุณสมบัติของซิลิคอนเกรดโลหะที่ปรับปรุงแล้ว 34

2.3.2.2 การผลิตซิลิกอนเกรดโลหะที่ปรับปรุงแล้ว 35

2.3.2.3 การพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนเกรดโลหะที่ปรับปรุงแล้ว 36

2.3.3 ซิลิคอนหลายผลึกประสิทธิภาพสูง 37

2.3.3.1 การเติบโตของคริสตัล 37

2.3.3.2 คุณสมบัติของวัสดุของ Multicrystalline Silicon ประสิทธิภาพสูง 39

2.3.3.3 เซลล์แสงอาทิตย์จากซิลิคอนมัลติคริสตัลไลน์ประสิทธิภาพสูง 40

2.4 Advanced p-Type Silicon—ใน Passivated Emitter และ Rear Cell (PERC) 41

2.4.1 เซลล์แสงอาทิตย์แบบ Passivated Emitter 41

2.4.1.1 เซลล์แสงอาทิตย์แบบ Passivated Emitter (PESC) 41

2.4.1.2 Passivated Emitter และ Rear Cell 42

2.4.1.3 Passivated Emitter, Rear Locally Diffused Solar Cells 43

2.4.1.4 Passivated Emitter, Rear Totally Diffused Solar Cells 44

2.4.2 พื้นผิวทู่ 45

2.5 ซิลิคอนชนิด n ขั้นสูง 46

2.5.1 เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดหน้าสัมผัสกลับแบบอินเตอร์ดิจิเต็ด (IBC) 47

2.5.2 เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอน เฮเทอโรจังก์ชัน (SHJ) 50

2.5.2.1 โครงสร้างอุปกรณ์และข้อดีของเซลล์แสงอาทิตย์ HIT 51

2.5.2.2 กลยุทธ์สู่ความสำเร็จเซลล์แสงอาทิตย์ HIT ประสิทธิภาพสูง 52

2.6 บทสรุป 53

เอกสารอ้างอิง 54

3 การรีไซเคิลโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์แบบผลึกซิลิคอน 61
ปาโบล ดิอาส และ ฮูโก เวต

3.1 ซากอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ 62

3.2 โมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ 65

3.2.1 โมดูลเซลล์แสงอาทิตย์รุ่นแรก 66

3.3 ความสามารถในการรีไซเคิลของเสียโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ 69

3.3.1 กรอบ 70

3.3.2 Superstrate (กระจกหน้า) 71

3.3.3 เส้นใยโลหะ (บัสบาร์) 72

3.3.4 เซลล์แสงอาทิตย์ 73

3.3.5 พอลิเมอร์74

3.3.6 สรุปความสามารถในการรีไซเคิล 75

3.4 การแยกและการกู้คืนวัสดุ กระบวนการรีไซเคิล 76

3.4.1 กระบวนการทางกลและทางกายภาพ 76

3.4.1.1 การทำลายเอกสาร 77

3.4.1.2 การร่อน 77

3.4.1.3 การแยกความหนาแน่น 79

3.4.1.4 การแยกด้วยมือ 82

3.4.1.5 การแยกด้วยไฟฟ้าสถิต 82

3.4.2 กระบวนการทางความร้อน—โพลิเมอร์ 84

3.4.3 การแยกโดยใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ 86

3.4.4 ไพโรโลหวิทยา 90

3.4.5 อุทกวิทยา 90

3.4.6 ไฟฟ้าโลหะวิทยา 93

3.5 เทรนด์ใหม่ในกระบวนการรีไซเคิล 94

เอกสารอ้างอิง 98

ตอนที่ 2 วัสดุเซลล์แสงอาทิตย์เกิดใหม่ 103

4 เซลล์แสงอาทิตย์ในแหล่งกำเนิดวัสดุเฟอร์โรอิเล็กทริก ความท้าทาย และโอกาส 105
Charles Paillard, Grégory Geneste, Laurent Bellaiche, Jens Kreisel, Marvin Alexe และ Brahim Dkhil

4.1 ฟิสิกส์ของผลกระทบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ในเฟอร์โรอิเล็กตริก 106

4.1.1 เทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์แบบดั้งเดิม 106

4.1.1.1 ทางแยก p–n 106

4.1.1.2 The Shockley–Queisser Limit 109

4.1.2 กลไกของผลกระทบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ในวัสดุเฟอร์โรอิเล็กทริก 110

4.1.2.1 ผลกระทบของโฟโตโวลตาอิกจำนวนมาก 110

4.1.2.2 ผลกระทบจากสิ่งกีดขวาง 118

4.2 โอกาสและความท้าทายของโฟโตเฟอร์โรอิเล็กทริก 123

4.2.1 สลับหรือไม่เปลี่ยน 124

4.2.1.1 ความสามารถในการสับเปลี่ยน 124

4.2.1.2 อิทธิพลของความบกพร่อง 125

4.2.2 ปัญหา Bandgap 127

4.2.3 การประยุกต์ใช้เอฟเฟกต์การเหนี่ยวนำแสงในเฟอร์โรอิเล็กตริกนอกเหนือจากเซลล์แสงอาทิตย์ 129

4.2.3.1 เซลล์แสงอาทิตย์และไอซีที 130

4.2.3.2 ความเครียดที่เกิดจากภาพถ่ายไปยังแอคชูเอเตอร์ที่ควบคุมด้วยแสง 130

4.2.3.3 โฟโตเคมีเพื่อพลังงานสะอาดและสิ่งแวดล้อม 131

4.3 บทสรุป 133

กิตติกรรมประกาศ 134

เอกสารอ้างอิง 134

5 Cubic Chalcogenides จากดีบุกเป็นกระบวนทัศน์ใหม่สำหรับการวิจัยเซลล์แสงอาทิตย์ 141
Sajid Ur Rehman, Faheem K. Butt, Zeeshan Tariq และ Chuanbo Li

5.1 บทนำ 142

5.2 ลูกบาศก์ดีบุกซัลไฟด์ (π-SnS) 145

5.2.1 การประยุกต์ใช้ π-SnS ในเซลล์แสงอาทิตย์ 145

5.2.2 การประยุกต์ใช้ π-SnS ในอุปกรณ์ออปติก 147

5.3 ลูกบาศก์ดีบุกเซเลไนด์ (π-SnSe) 153

5.3.1 การประยุกต์ใช้ π-SnSe ในเซลล์แสงอาทิตย์ 153

5.3.2 การประยุกต์ใช้ π-SnSe ในอุปกรณ์ออปติก 154

5.4 ลูกบาศก์ดีบุกเทลลูไรด์ (π-SnTe) 157

5.4.1 การประยุกต์ใช้ π-SnTe ในอุปกรณ์ออปติก 158

5.5 สรุป 160

กิตติกรรมประกาศ 160

เอกสารอ้างอิง 161

6 ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับกิจกรรมเซลล์แสงอาทิตย์และโฟโตคะตาไลติกของ Cu-, Al- และ Tm-Doped TiO2 165
อันโตนิโอ ซานเชส-โคโรนิลยา, ฮาเวียร์ นาวาส, เอลิซา ไอ. มาร์ติน, เทเรซา อากีลาร์, ฮวน เฆซุส กัลลาร์โด, เดซีเร เด ลอส ซานโตส, โรดริโก อัลคันทารา และคอนชา เฟอร์นันเดซ-ลอเรนโซ

6.1 บทนำ 166

6.2 วัสดุและวิธีการ 167

6.2.1 การทดลอง 167

6.2.2 กรอบการคำนวณ 169

6.3 ยาสลบ Cu-TiO2 170

6.3.1 เซลล์แสงอาทิตย์ของ DSSCs 175

6.4 ยาสลบ Al-TiO2 177

6.5 Tm-TiO2 ยาสลบ 181

6.5.1 ลักษณะเซลล์แสงอาทิตย์ 184

6.5.2 กิจกรรมโฟโตคะตาไลติก 186

6.6 บทสรุป 187

เอกสารอ้างอิง 189

7 ทฤษฎีของโฟโตโวลตาอิกและผลกระทบที่เกิดจากแสงในมัลติเฟอโรอิกส์ 195
บรูโน เม็ตตูต์ และปิแอร์ โทเลดาโน

7.1 ความไม่เพียงพอของแนวทางดั้งเดิมต่อผลกระทบของแผงโซลาร์เซลล์จำนวนมาก 196

7.2 แนวทางเชิงทฤษฎีเกี่ยวกับผลกระทบจากไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และแสงที่เหนี่ยวนำ 197

7.3 ฟังก์ชันการตอบสนองภายใต้แสงโพลาไรซ์เชิงเส้น 199

7.3.1 ค่าเฉลี่ยความสมมาตรของลำแสง 199

7.3.2 ฟังก์ชันการตอบสนอง 202

7.3.2.1 วัสดุ Achiral และ nonmagnetic 202

7.3.2.2 ไครัลและวัสดุแม่เหล็ก 205

7.4 ขั้นตอนการคัดเลือก 206

7.4.1 การคัดเลือกจากภายนอก 206

7.4.2 การคัดเลือกภายใน 208

7.5 การประยุกต์ใช้ทฤษฎีกับผลกระทบที่เกิดจากเซลล์แสงอาทิตย์และภาพถ่ายใน LiNbO3 210

7.5.1 ผลกระทบจากเซลล์แสงอาทิตย์อันดับสอง 210

7.5.2 ผลกระทบของไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ใน LiNbO3 212

7.5.3 การแก้ไขด้วยแสง โฟโตแมกเนติก และโฟโต้-ทอรอยด์เอฟเฟกต์ลำดับที่หนึ่ง 215

7.5.4 โฟโตอีลาสติกและโฟโตแมกนีโตอิเล็กทริกลำดับที่หนึ่ง 216

7.6 Magnetoelectric, Photovoltaic และ Magneto-Photovoltaic Effects ใน KBiFe2O5 218

7.6.1 ผลกระทบจากสนามแม่เหล็กใน KBiFe2O5 ในกรณีที่ไม่มีแสงสว่าง 218

7.6.2 ผลกระทบจากเซลล์แสงอาทิตย์และแมกนีโต-เซลล์แสงอาทิตย์ใน KBiFe2O5 220

7.7 ผลกระทบของโฟโต้-แมกนีโตอิเล็กทริกและแมกนีโต-โซลาร์เซลล์ใน BiFeO3 224

7.7.1 ผลกระทบจากภาพถ่าย-แม่เหล็ก 224

7.7.2 ผลกระทบของไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ใน BiFeO3 226

7.7.3 ผลกระทบของแมกนีโต-โฟโตโวลตาอิกใน BiFeO3 227

7.8 Photorefractive และ Photo-Hall Effects ในทังสเตนบรอนซ์ 229

7.8.1 ผลของการหักเหของแสง 230

7.8.2 เอฟเฟกต์โฟโต้ฮอลล์ 231

7.9 บทสรุปและบทสรุป 234

รับทราบ 235

เอกสารอ้างอิง 235

8 ออกไซด์ตัวนำที่โปร่งใสแบบมัลติไอออน: วัสดุที่ปรับค่าได้สำหรับการใช้งานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ 239
ปิฎีเยกกัลย์ จารัม

8.1 บทนำ 239

8.2 การเจริญเติบโตและการวิเคราะห์ฟิล์มหลายชั้น 243

8.3 การวิเคราะห์โครงสร้าง 244

8.4 รามันสเปกตรัม 247

8.5 สัณฐานวิทยาพื้นผิว (AFM) 248

8.6 คุณสมบัติทางแสง UV-Vis Transmittance Spectra 248

8.7 คุณสมบัติทางไฟฟ้า 253

8.8 สรุป 257

เอกสารอ้างอิง 258

ตอนที่ 3 Perovskite Solar Cells 261

9 Perovskite Solar Cells คำมั่นสัญญาและความท้าทาย 263
Qiong Wang และ Antonio Abate

9.1 ภูมิหลังทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 264

9.1.1 ส่วนแบ่งของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอนและเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดฟิล์มบางในตลาดเซลล์แสงอาทิตย์ 264

9.1.2 คอขวดของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดย้อมไวแสงและเซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์ 266

9.1.3 จากทางเลือกที่คุ้มค่าไปสู่โซลูชั่นที่มีประสิทธิภาพสูง 269

9.2 การพัฒนาอย่างรวดเร็วของ PSCs 270

9.2.1 คุณสมบัติพื้นฐานของออปโตอิเล็กทรอนิกส์ของวัสดุเพอรอฟสไคต์ตะกั่วอินทรีย์-อนินทรีย์แบบไฮบริด 271

9.2.1.1 คุณสมบัติทางแสง 272

9.2.1.2 คุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ 276

9.2.2 การปรับองค์ประกอบของ Perovskite 288

9.2.2.1 เฮไลด์ผสม 288

9.2.2.2 มัลติแคตไอออน 292

9.2.2.3 การแยกเฟส 297

9.2.3 วิธีการสะสมที่หลากหลายของฟิล์ม Perovskite 297

9.2.3.1 วิธีการประมวลผลสารละลาย 298

9.2.3.2 วิธีการสะสมไอระเหย 306

9.2.4 เรียกเก็บเงินผู้ติดต่อที่เลือกใน PSCs 308

9.2.4.1 หน้าสัมผัสแบบเลือกอิเล็กตรอน 309

9.2.4.2 หน้าสัมผัสแบบเลือกรู 311

9.2.5 การประเมิน PSCs 315

9.2.5.1 เส้นโค้ง J–V 315

9.2.5.2 การติดตามจุดไฟสูงสุด (MPPT) 316

9.2.6 ความเข้าใจอย่างเป็นระบบของ PSCs 318

9.2.6.1 ช่องโหว่ความชื้นของวัสดุ Perovskite 318

9.2.6.2 บทบาทของขอบเขตธัญพืช 318

9.2.6.3 การย้ายไอออนและฮิสเทอรีซิส 322

9.2.6.4 ข้อบกพร่องของอินเทอร์เฟซ/จำนวนมากและการทู่ 324

9.2.7 PSCs ควบคู่ 328

9.2.7.1 โครงสร้างของเซลล์ Perovskite Tandem Cells 328

9.2.7.2 หน้าสัมผัสแบบโปร่งใสและหน้าสัมผัสแบบรวมกันใหม่ 330

9.3 ความท้าทายที่เหลืออยู่และอนาคตของ PSCs 331

9.3.1 PSC ไร้สารตะกั่ว 331

9.3.2 วัสดุสัมผัสที่เสถียรและราคาถูก 336

9.3.3 กลยุทธ์สู่ PSCs ที่มีเสถียรภาพ 338

9.3.3.1 กันความชื้น 338

9.3.3.2 กันแสง UV 339

9.3.3.3 ต้านความร้อน 341

9.3.4 การผลิตในพื้นที่ขนาดใหญ่ของ PSCs ที่มีประสิทธิภาพสูง 342

เอกสารอ้างอิง 345

10 Perovskite ไฮบริดอนินทรีย์อินทรีย์, การปรับเปลี่ยน CH3NH3PbI3 ในไซต์ Pb จากมุมมองเชิงทดลองและเชิงทฤษฎี 357
Javier Navas, Antonio Sánchez-Coronilla, Juan Jesús Gallardo, Jose Carlos Piñero, Teresa Aguilar, Elisa I. Martín, Rodrigo Alcántara, Concha Fernández-Lorenzo และ Joaquin Martín-Calleja

10.1 บทนำ 358

10.2 ยาสลบต่ำบนไซต์ Pb 359

10.2.1 วัสดุและวิธีการ 359

10.2.1.1 การทดลอง 359

10.2.1.2 รายละเอียดการคำนวณ 361

10.2.2 คุณสมบัติของ Perovskite ที่เตรียม 362

10.2.2.1 เอ็กซ์อาร์ดี 362

10.2.2.2 สเปกโทรสโกปี UV-Vis แบบสะท้อนแสงแบบกระจาย 365

10.2.2.3 เอ็กซ์เรย์ โฟโตอิเล็กตรอน สเปกโทรสโกปี 366

10.2.2.4 SEM และ Cathodoluminescent 369

10.2.3 การวิเคราะห์เชิงทฤษฎี 371

10.2.3.1 โครงสร้างและเรขาคณิตเฉพาะที่ 371

10.2.3.2 การวิเคราะห์ DOS และ PDOS 372

10.2.3.3 การวิเคราะห์เอลฟ์ 376

10.3 ปริมาณสูงบนไซต์ Pb 378

10.3.1 คุณสมบัติของเพอร์รอฟสไกต์ที่เตรียม 379

10.3.1.1 XRD 379

10.3.1.2 สเปกโทรสโกปี UV-Vis แบบสะท้อนแสงกระจาย 384

10.3.1.3 เอ็กซ์เรย์ โฟโตอิเล็กตรอน สเปกโทรสโกปี 386

10.3.2 การวิเคราะห์เชิงทฤษฎี 388

10.3.2.1 โครงสร้างและเรขาคณิตเฉพาะที่ 388

10.3.2.2 ฟังก์ชันรองรับตำแหน่งอิเล็กตรอน 391

10.3.2.3 การวิเคราะห์ DOS และ PDOS 393

10.4 บทสรุป 397

เอกสารอ้างอิง 397

ตอนที่ 4 เซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์ 401

11 การเพิ่มค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของสารอินทรีย์สำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ 403
วิคตอร์ อิวาซีชีน, กังเย, ซิลเวีย รูสเซวา, แยน ซี. ฮุมเมเลน และไรอัน ซี. เคียชี

11.1 บทนำ 404

11.2 การเพิ่มค่าคงที่ไดอิเล็กตริก 415

11.2.1 วิธีการวัดค่าคงที่ไดอิเล็กตริก 415

11.2.2 วัสดุที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูง 421

11.2.2.1 วัสดุผู้บริจาคค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูง 422

11.2.2.2 วัสดุตัวรับค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูง 429

11.3 บทสรุปและ Outlook 435

เอกสารอ้างอิง 436

12 การพัฒนาล่าสุดในเซลล์แสงอาทิตย์แบบย้อมสีไวแสงและการประยุกต์ใช้งานที่มีศักยภาพ 443
ดีเวนเดอร์ ซิงห์, รามาน กุมาร ไซนี และศรี ภควัน

12.1 พลังงานแสงอาทิตย์และเซลล์แสงอาทิตย์ 444

12.2 ชนิดของเซลล์แสงอาทิตย์ 445

12.2.1 เซลล์แสงอาทิตย์รุ่นแรก 445

12.2.1.1 เซลล์แสงอาทิตย์แบบผลึกเดี่ยวชนิดซิลิคอน 445

12.2.1.2 เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดโพลีคริสตัลไลน์ซิลิคอน 445

12.2.1.3 เซลล์แสงอาทิตย์ที่มีแกลเลียมอาร์เซไนด์ (GaAs) 447

12.2.2 เซลล์แสงอาทิตย์รุ่นที่สอง 447

12.2.2.1 เซลล์แสงอาทิตย์แบบอะมอร์ฟัสซิลิคอน (a-Si) 447

12.2.2.2 เซลล์แสงอาทิตย์ที่มีแคดเมียมเทลลูไรด์ (CdTe) 448

12.2.2.3 คอปเปอร์อินเดียมไดเซเลไนด์ (CuInSe2 หรือ CIS) - เซลล์แสงอาทิตย์ 448

12.2.3 เซลล์แสงอาทิตย์รุ่นที่สาม 449

12.2.3.1 คอปเปอร์ซิงค์ดีบุกซัลไฟด์ (CZTS) และ (อนุพันธ์) เซลล์แสงอาทิตย์ CZTSSe และ CZTSe 449

12.2.3.2 เซลล์สุริยะอินทรีย์ 449

12.2.3.3 เซลล์แสงอาทิตย์เพอรอฟสไกต์ 450

12.2.3.4 ควอนตัมดอท โซลาร์เซลล์ 450

12.3 เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง (DSSCs) 450

12.4 การทำงานของ DSSCs 452

12.4.1 ระบบการทำงานของ DSSCs 454

12.5 การสร้าง DSSCs 455

12.5.1 การเลือกพื้นผิวและการเตรียม 456

12.5.1.1 การตัดวัสดุพิมพ์ 456

12.5.1.2 การทำความสะอาดพื้นผิว 456

12.5.1.3 การปิดบังพื้นผิว 456

12.5.2 การสะสมฟิล์มบนพื้นผิว 456

12.5.2.1 การเตรียม TiO2 Paste 459

12.5.2.2 การฝากชั้น TiO2 บนแผ่นกระจก 460

12.5.3 การเคลือบสีย้อมบนอิเล็กโทรด 460

12.5.4 การเตรียม Counter Electrode 460

12.6 วัสดุต่างๆ ที่ใช้เป็นส่วนประกอบสำคัญของ DSSCs 461

12.6.1 พื้นผิวตัวนำที่โปร่งใส 461

12.6.2 โฟโตอิเล็กโทรด 462

12.6.2.1 ไทเทเนียมออกไซด์ (TiO2) 462

12.6.2.2 ซิงค์ออกไซด์ (ZnO) 463

12.6.2.3 ไนโอเบียมเพนทอกไซด์ (Nb2O5) 464

12.6.2.4 วัสดุโฟโตอิเล็กโทรดแบบไตรภาค 465

12.6.2.5 ออกไซด์ของโลหะอื่นๆ 465

12.6.3 สารไวแสง 466

12.6.3.1 สารเชิงซ้อนของโลหะเป็นตัวกระตุ้นอาการแพ้ 467

12.6.4 อิเล็กโทรไลต์ 471

12.6.4.1 อิเล็กโทรไลต์เหลว 472

12.6.4.2 อิเล็กโทรไลต์สถานะของแข็ง 473

12.6.4.3 อิเล็กโทรไลต์กึ่งของแข็ง 474

12.6.5 เคาน์เตอร์อิเล็กโทรด 474

12.6.5.1 กระจกนำไฟฟ้าแบบเคลือบ 474

12.6.5.2 วัสดุคาร์บอน 474

12.6.5.3 การนำโพลิเมอร์ 475

12.7 ข้อดีและการประยุกต์ใช้ DSSC 475

12.8 อนาคตของ DSSC 476

12.9 บทสรุป 476

เอกสารอ้างอิง 477

13 Heterojunction Energetics และแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของเซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์ 487
Peicheng Li และ Zheng-Hong Lu

13.1 บทนำ 487

13.2 สเปกโทรสโกปีรังสีอัลตราไวโอเลต 490

13.3 การจัดระดับพลังงานที่ส่วนต่อประสานเฮเทอโรจังก์ชัน 493

13.3.1 Schottky Barrier, Interfacial Dipole และ Slope Parameter 493

13.3.2 ทฤษฎีไดโพลระหว่างผิวหน้า 495

13.3.3 การทำแผนที่การจัดตำแหน่งระดับพลังงานที่ส่วนต่อประสานเฮเทอโรจังก์ชัน 497

13.4 แรงดันวงจรเปิดของเซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์ 499

13.4.1 แบบสองไดโอด 499

13.4.2 ระดับ Quasi Fermi รุ่น 501

13.4.3 แบบจำลองสมดุลเคมี 503

13.4.4 Kinetic Hopping Model 504

เอกสารอ้างอิง 508

14 สารกึ่งตัวนำอินทรีย์ที่เสริมด้วยพลาสมาไอสารเคมีในอุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ 511
Andrey Kosarev, Ismael Cosme, Svetlana Mansurova, Dmitriy Andronikov, Alexey Abramov และ Eugeny Terukov

14.1 บทนำ 512

14.2 การทดลอง 513

14.2.1 การประดิษฐ์วัสดุ PECVD 513

14.2.2 การแปรรูปสารอินทรีย์ 514

14.2.3 การกำหนดค่าและการสร้างโครงสร้างอุปกรณ์ 516

14.2.4 ลักษณะของวัสดุ 516

14.2.5 ลักษณะของโครงสร้างอุปกรณ์ 521

14.3 ผลลัพธ์วัสดุ 522

14.3.1 โครงสร้างและองค์ประกอบ 522

14.3.2 คุณสมบัติทางแสง 526

14.3.3 คุณสมบัติทางไฟฟ้า 529

14.4 ผลลัพธ์สำหรับอุปกรณ์ 537

14.4.1 อุปกรณ์ที่ใช้วัสดุ PECVD 537

14.4.2 อุปกรณ์ที่ทำจากวัสดุอินทรีย์ 538

14.4.3 อุปกรณ์ไฮบริดที่ใช้วัสดุ PECVD-Polymer 540

14.4.4 อุปกรณ์ไฮบริดที่ใช้สารกึ่งตัวนำที่เป็นผลึก PECVD ที่ไม่ใช่ผลึก และวัสดุอินทรีย์ (โครงสร้าง HJT-OS) 543

14.5 เอาท์ลุค 546

รับทราบ 546

เอกสารอ้างอิง 546

ตอนที่ 5 นาโนโฟโตโวลตาอิก 551

15 การใช้ท่อนาโนคาร์บอน (CNTs) ในเซลล์แสงอาทิตย์รุ่นที่สาม 553
LePing Yu, Munkhbayar Batmunkh, Cameron Shearer และ Joseph G. Shapter

15.1 บทนำ 554

15.1.1 ปัญหาด้านพลังงานและแนวทางแก้ไขที่อาจเกิดขึ้น 554

15.1.2 หมวดหมู่ของอุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และการพัฒนา 554

15.2 ท่อนาโนคาร์บอน (CNTs) 556

15.3 อิเล็กโทรดตัวนำแบบโปร่งใส (TCEs) 556

15.3.1 ITO และ FTO 556

15.3.2 CNTs สำหรับ TCEs 557

15.4 เซลล์แสงอาทิตย์แบบย้อมไวแสง (DSSCs) 563

15.4.1 CNTs-TCF สำหรับ DSSC 563

15.4.2 ชั้นสารกึ่งตัวนำ 565

15.4.2.1 วัสดุ TiO2 ที่มีโครงสร้างระดับนาโน 565

15.4.2.2 ชั้นสารกึ่งตัวนำที่มี CNTs 566

15.4.3 ชั้นตัวเร่งปฏิกิริยา 570

15.4.3.1 แพลทินัม (Pt) และตัวเร่งปฏิกิริยาอื่น ๆ 570

15.5 CNTs ในเซลล์แสงอาทิตย์ Perovskite 572

15.6 ท่อนาโนคาร์บอน–ซิลิคอน (CNT–Si) หรือท่อนาโน–ซิลิคอน เฮเทอโรจังก์ชัน (NSH) เซลล์แสงอาทิตย์ 575

15.6.1 กลไกการทำงาน 575

15.6.2 การพัฒนาอุปกรณ์ Si-CNT 576

15.6.3 จุดกำเนิดโฟโตเคอร์เรนต์ 577

15.6.4 ผลกระทบของจำนวนกำแพง CNT 578

15.6.5 ผลกระทบของประเภทอิเล็กทรอนิกส์ของ CNTs 579

15.6.6 ผลของการจัดตำแหน่ง CNT ในอิเล็กโทรด 579

15.6.7 ผลของการส่งผ่าน/ความหนาของฟิล์ม CNT 580

15.6.8 ผลของยาสลบ 580

15.6.9 การเติมชั้นซิลิคอนออกไซด์โดยเจตนา 581

15.6.10 การปรับปรุงการดูดซึมแสง 582

15.6.11 การประยุกต์ใช้โพลิเมอร์นำไฟฟ้า 584

15.6.12 อภิปราย 584

15.7 ภาพรวมและบทสรุป 585

เอกสารอ้างอิง 586

16 ควอนตัมดอท โซลาร์เซลล์ 611
Xiaoli Zhao, Chengjie Xiang, Ming Huang, Mei Ding, Chuankun Jia และ Lidong Sun

16.1 บทนำ 612

16.2 Quantum Dots และคุณสมบัติ 612

16.2.1 แนวคิดพื้นฐาน 612

16.2.2 ผลกักกันควอนตัมขึ้นอยู่กับขนาด 613

16.2.3 เอฟเฟกต์การสร้าง Exciton หลายรายการ 614

16.2.4 ผลกระทบคอนโด 616

16.2.5 แอปพลิเคชัน 617

16.3 วิธีการสังเคราะห์สำหรับ Quantum Dots 618

16.3.1 ฉีดร้อน 618

16.3.1.1 การประเมินเชิงทฤษฎีของนิวเคลียสและการเจริญเติบโต 619

16.3.1.2 ปัจจัยที่มีอิทธิพล 621

16.3.1.3 คุณลักษณะ 623

16.3.2 การตกตะกอนของสารเคมี 624

16.3.2.1 การประเมินเชิงทฤษฎีของวิธี CBD 625

16.3.2.2 ปัจจัยที่มีอิทธิพล 625

16.3.2.3 คุณลักษณะ 627

16.3.3 การดูดซับและปฏิกิริยาชั้นอิออนแบบต่อเนื่อง 628

16.3.3.1 การประเมินเชิงทฤษฎีของวิธี SILAR 629

16.3.3.2 ปัจจัยที่มีอิทธิพล 630

16.3.3.3 คุณลักษณะ 632

16.4 เซลล์แสงอาทิตย์ควอนตัมดอท 633

16.4.1 เซลล์แสงอาทิตย์ชุมทางชอตกี้ 633

16.4.1.1 โครงสร้างอุปกรณ์ 633

16.4.1.2 การเตรียมเส้นทาง 635

16.4.1.3 การเลือกวัสดุ 635

16.4.1.4 ประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ 636

16.4.2 เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดเฮเทอโรจังก์ชันพร่อง 637

16.4.2.1 โครงสร้างอุปกรณ์ 637

16.4.2.2 การเตรียมเส้นทาง 638

16.4.2.3 การเลือกวัสดุ 639

16.4.2.4 ประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ 640

16.4.3 เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดไวแสงควอนตัมดอท 641

16.4.3.1 โครงสร้างอุปกรณ์ 641

16.4.3.2 การเตรียมเส้นทาง 642

16.4.3.3 การเลือกวัสดุ 643

16.4.3.4 ประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ 644

16.4 ความท้าทายและมุมมอง 645

เอกสารอ้างอิง 646

17 ความก้าวหน้า ความท้าทาย และมุมมองของโฟโต้โวลตาอิกส์ควอนตัมดอทที่ตอบสนองระยะใกล้อินฟราเรด 659
หลูโจว จวินสวี่ และจิ่นจ่างสวี่

17.1 บทนำ 660

17.2 คุณสมบัติทางกายภาพและเคมี 662

17.2.1 การสร้าง Exciton หลายตัว 662

17.2.2 ผลขนาดควอนตัม 663

17.2.3 คุณสมบัติอื่นๆ 664

17.3 วัสดุและการประมวลผลฟิล์ม 665

17.3.1 กลยุทธ์ในแหล่งกำเนิด 665

17.3.2 กลยุทธ์นอกสถานที่ 666

17.3.3 การเปรียบเทียบระหว่าง In Situ และ Ex Situ 667

17.4 NIR Responsive QDs และประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ 669

17.4.1 ไบนารีลีดชาลโคจิไนด์ 669

17.4.2 ไบนารี่ ซิลเวอร์ ชาลโคจิไนด์ 674

17.4.3 แคลโคจิไนด์ที่มีอินเดียมเป็นส่วนประกอบหลัก 676

17.4.4 สารประกอบเจือเทอร์นารีและควอเทอร์นารี 678

17.5 กลยุทธ์ในการเพิ่มประสิทธิภาพการปฏิบัติงาน 682

17.5.1 การจัดการแสง 682

17.5.1.1 โครงสร้างนาโนโฟโตนิก 682

17.5.1.2 การเพิ่มประสิทธิภาพ Plasmonic 683

17.5.2 การจัดการผู้ให้บริการ 684

17.5.2.1 การตัดเย็บโครงสร้างวงดนตรี 684

17.5.2.2 วิศวกรรมพื้นผิว 687

17.5.2.3 การเพิ่มประสิทธิภาพการเก็บประจุ 692

17.6 เซลล์แสงอาทิตย์แนวคิดใหม่ 692

17.6.1 เซลล์แสงอาทิตย์แบบหลายทางแยกแบบ CQD 693

17.6.2 เซลล์แสงอาทิตย์แบบยืดหยุ่น 694

17.6.3 เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดกึ่งโปร่งแสง 694

17.6.4 เซลล์แสงอาทิตย์แบบไฮบริด QD/Perovskite 696

17.7 บทสรุปและมุมมอง 699

กิตติกรรมประกาศ 701

เอกสารอ้างอิง 701

ส่วนที่ 6 Concentrator Photovoltaics และแบบจำลองการวิเคราะห์ 719

18 ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์คอนเดนเสทอาร์เรย์หนาแน่น 721
Kok-Keong Chong, Chee-Woon Wong, Tiong-Keat Yew, Ming-Hui Tan และ Woei-Chong Tan

18.1 บทนำ 722

18.2 หัวจานหลักแบบไม่มีการสร้างภาพ 722

18.2.1 เรขาคณิตของ Concentrator จานแบบไม่สร้างภาพ (NIDC) 723

18.2.2 วิธีการออกแบบเรขาคณิต NIDC 726

18.2.3 การแปลงพิกัดของ Facet Mirror 728

18.2.4 อัลกอริทึมการคำนวณ 730

18.3 คอนเซนเตรเตอร์ทุติยภูมิ อาร์เรย์ของคอนเซนเตรเตอร์พาราโบลาแบบผสมข้าม (CCPC) เลนส์ 733

18.4 คอนเซนเตรเตอร์โมดูลโซลาร์เซลล์ 740

18.5 ต้นแบบของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบหัวต่อหนาแน่น (DACPV) 742

18.6 ประสิทธิภาพทางแสงของเลนส์ CCPC 744

18.7 การทดลองศึกษาสมรรถนะทางไฟฟ้า 750

18.7.1 วงจรวัดกระแส 754

18.8 การประมาณต้นทุนของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบหัวต่อหนาแน่นหนาแน่นโดยใช้หัววัดแบบไม่มีการสร้างภาพแบบสองขั้นตอน 757

18.9 สรุป 758

กิตติกรรมประกาศ 759

เอกสารอ้างอิง 760

19 แบบจำลองการวิเคราะห์รังสีดวงอาทิตย์และการจำลอง PVsyst สำหรับการออกแบบระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ 763
Figen Balo และ Lutfu S. Sua

19.1 บทนำ 764

19.1.1 พลังงานแสงอาทิตย์ในตุรกี 764

19.1.2 สภาพภูมิอากาศ ศักยภาพของพลังงานแสงอาทิตย์ และการผลิตไฟฟ้าใน Erzincan 766

19.2 แบบจำลองการวิเคราะห์ข้อมูลสำหรับการคำนวณความเข้มของรังสีดวงอาทิตย์ 768

19.2.1 พื้นผิวแนวนอน 768

19.2.1.1 ปริมาณรังสีดวงอาทิตย์รวมรายวัน 768

19.2.1.2 การแผ่รังสีดวงอาทิตย์แบบกระจายรายวัน 768

19.2.1.3 การแผ่รังสีรวมชั่วขณะของดวงอาทิตย์ 769

19.2.1.4 การแพร่กระจายชั่วขณะและการแผ่รังสีจากดวงอาทิตย์โดยตรง 769

19.2.2 การคำนวณความเข้มของรังสีดวงอาทิตย์บนพื้นผิวเอียง 770

19.2.2.1 การแผ่รังสีจากดวงอาทิตย์ทางตรงชั่วขณะ 770

19.2.2.2 การแผ่รังสีดวงอาทิตย์แบบกระจายชั่วขณะ 770

19.2.2.3 การสะท้อนรังสีดวงอาทิตย์ชั่วขณะ 771

19.2.2.4 การแผ่รังสีดวงอาทิตย์ชั่วขณะทั้งหมด 771

19.2.3 การวิเคราะห์ข้อมูลและการอภิปราย 771

19.3 PVsyst Simulation สำหรับการออกแบบระบบ Solar Farm 777

19.3.1 วิธีการ 777

19.3.2 ผลลัพธ์ที่ได้รับจากการจำลอง PVsyst 781

19.4 บทสรุป 783

เอกสารอ้างอิง 784

อินเด็กซ์ 787