Jakie są zastosowania komórek cienkich warstw?

Cienkie komórki folii to komórki fotowoltaiczne stosowane w produkcji energii elektrycznej z światła.Komórki fotowoltaiczne (PV) są częściej znane jako ogniwa słoneczne;Podczas gdy światło słoneczne jest najczęstszym źródłem, komórki PV mogą wytwarzać energię z dowolnej formy światła.Panele słoneczne wykorzystują duże grupy komórek PV do wytwarzania energii elektrycznej ze światła słonecznego, ale tradycyjne panele nie wytwarzają energii tak wydajnie, jak inne źródła, takie jak węgiel.Cienkie komórki mogą potencjalnie zwiększyć wydajność i opłacalność energii słonecznej.Technologia została udoskonalona na początku XXI wieku.

Efekt fotowoltaiczny odkryto w XIX wieku, chociaż pierwsze prawdziwe ogniwa słoneczne zostały zbudowane dopiero w latach 50. XX wieku.Pracują przy użyciu fotonów lub cząstek światła, aby mieszać elektrony.Te elektrony są następnie kierowane do obwodu, stając się użyteczną elektrycznością.Od lat 50. XX wieku różne materiały były używane do tworzenia ogniw słonecznych, zwiększając ich wydajność i obniżając koszty produkcji.Zachęty rządowe i obawy dotyczące skutków środowiskowych zużycia paliw kopalnych zwiększały zainteresowanie wytwarzaniem energii słonecznej na całym świecie.

Tradycyjne ogniwa słoneczne mogą być kłopotliwe i kosztowne w produkcji.Na przełomie XX i XXI wieku projektanci komórek PV rozpoczęli badanie technologii cienkiej filmu.Ta rozwijająca się nauka pozwala na tworzenie warstw materiału o grubości mikroskopowej, czasem tak wąskiej jak szerokość pojedynczego atomu.Po raz pierwszy do zasilania małych urządzeń elektronicznych, takich jak zabawki i kalkulatory, cienkie komórki folii wkrótce były w produkcji do wytwarzania energii słonecznej na pełną skalę.

Produkcja cienkich komórek filmowych wymaga sterylnego środowiska, czasami znanego jako czysty pokój.Substancja stosowana do tworzenia filmu, zwykle materiał półprzewodnikowy, taki jak krzem, jest redukowana do roztworu płynnego.Płyta, na której ma się osadzać film, ma ujemny ładunek elektryczny.Substancja płynna, nosząca ładunek dodatni, jest następnie rozpylany w pobliżu płyty, rozpuszczając się na małe cząsteczki w powietrzu.Cząstki te są przyciągane do płyty z jej odwrotnym ładunkiem, przylegającą do niego w warstwie o jednolitej grubości, która później zestala się w pokrycie cienkiego warstwy.

Zalety cienkich komórek warstwowych wzbudziły zainteresowanie energią słoneczną.Technologia słoneczna jest już najszybciej rozwijającą się metodą produkcji energii na planecie.Przewiduje się, że niedrogie, lekkie i wydajne komórki PV z cienkimi filmirem sprawi, że energia słoneczna będzie bardziej atrakcyjna jako alternatywa dla tradycyjnego wytwarzania energii.Zwolennicy energii słonecznej mają nadzieję, że rozwijająca się technologia osiągnie swój cel parytetu siatki, dzięki czemu energia słoneczna jest taka tani i wydajna jak tradycyjne metody wytwarzania energii.