Tunnfilmssolceller tillverkas genom att deponerar tunna lager av halvledarmaterial på ett substrat, som glas, metall eller plast. Halvledarmaterialet är vanligtvis något av följande:
* Kadmiumtellurid (CdTe)
* Kopparindiumgalliumselenid (CIGS)
* Amorft kisel (a-Si)
Dessa material är valda för att de har en hög absorptionskoefficient, vilket innebär att de kan absorbera mycket ljusenergi även i tunna lager.
Processen att avsätta halvledarmaterialet på substratet kallas tunnfilmsavsättning. Det finns ett antal olika tunnfilmsavsättningstekniker, inklusive:
* Avdunstning
* Sputtring
* Kemisk ångavsättning (CVD)
* Molecular beam epitaxi (MBE)
När halvledarmaterialet väl har avsatts på substratet är det vanligtvis belagt med en transparent ledare, såsom indiumtennoxid (ITO). Detta lager hjälper till att samla upp den elektriska ström som genereras av solcellen.
Tunnfilmssolceller är vanligtvis mer effektiva än konventionella kiselsolceller i svagt ljus. Detta beror på att de tunna lagren av halvledarmaterial absorberar ljus mer effektivt än de tjockare wafers som används i konventionella solceller.
Tunnfilmssolceller är dock också mindre effektiva än konventionella kiselsolceller under höga ljusförhållanden. Detta beror på att de tunna lagren av halvledarmaterial kan bli för varma och förlora effektivitet.
Sammantaget erbjuder tunnfilmssolceller ett antal fördelar jämfört med konventionella kiselsolceller, inklusive:
* Lägre kostnad
*Lättare vikt
* Mer flexibilitet
* Bättre prestanda i svagt ljus
Dessa fördelar gör tunnfilmssolceller till en lovande teknik för framtida solenergitillämpningar.
Här är en mer detaljerad förklaring av hur tunnfilmssolceller fungerar:
1. Ljus träffar halvledarmaterialet. Halvledarmaterialet är uppbyggt av två skikt:ett positivt laddat skikt och ett negativt laddat skikt.
2. Ljusenergin skapar ett elektron-hålspar. Elektron-hålsparet består av en elektron som slås ut ur sin bana och ett hål som lämnas på sin plats.
3. Elektronen och hålet rör sig i motsatta riktningar. Elektronen rör sig mot det positivt laddade lagret och hålet rör sig mot det negativt laddade lagret.
4. Elektronen och hålet når elektroderna. Elektronen och hålet når elektroderna, som är anslutna till en extern krets.
5. Elektronen och hålet kombineras igen. Elektronen och hålet rekombinerar, och den elektriska energin frigörs som elektricitet.
Denna process upprepas om och om igen när ljus träffar halvledarmaterialet och skapar en elektrisk ström.
