אנרגיית השמש התפתחה כאחת ממקורות הכוח המקיפים ביותר ובעלות איכות סביבתית, אך האימוץ הנרחב שלה תלוי באופן ביקורתי על יעילות התא ועלות המערכת. בעוד הרבה תשומת לב הולכת ישירות לשכבה הספוגה – קפיטליזם, perovskite, או צוללים של קטמיום – עלות אלקטרודות וחומרי מגע הם מכריעים באותה מידה.מרכיבים אלה שולטים כמה ביעילות אלקטרון מחוונים וחורים מועברים למחזור חיצוני, אפילו ממערך חשמל חד-אט, יכול לשפר את יעילות גבוהה יותר, מאנרגיה מודרנית, ולהגדיל את רמת החשמל המודרנית.

הבנת חומרים אלקטרונים ומגע

בתא סולארי, האלקטרודות הן שכבות התנהגותיות שמרכיבים צומת או סקוצקי עם קולטן המוליכים למחצה.הם משרתים שני פונקציות עיקריות: איסוף נשאים ממוספרים ולנהל אותם עם אובדן מינימלי התנגדות לעומס החיצוני.אנשי קשר הם ממשקים הפיזיים שבהם אלקטרודה פוגש את הפלט, את השכבה הדקה, או את המתפתל החיצוני.

התכונות האלקטרוניות שחשובות ביותר כוללות את התאמת העבודה, התנגדות מגע ספציפית (מחוש ב ⁇ ס"מ2), מוליכות גדולה ודבקות מכנית.עבור אלקטרודות הפונה, שקיפות לשמש הופכת לחובה משנית אך מכריעה; גילוח מוגזם מקטין את התכונות הקצרות של ה-circuit הנוכחית (FLT:0JFLT:1LT2scrcrph) ל-backrcrb, אך ורק כדי לספוג את התכונות הבאות, אך ורק לתמונות אחוריות, יכולות לספוגות.

חומרים נפוצים ומסחר

כסף

(FLT:0) silverveFLT:1 נשאר תקן התעשייה עבור אנשי קשר לפני צד, במיוחד בסיליקון גבישי (c-Si) תאים סולאריים שלה התנגדות הרוב (~1.6 ⁇ ס"מ) הוא הנמוך ביותר בין מתכות נפוצות, המאפשרת סיליקון קו דק של המסך (k-Si) נמוך יותר מ- 20 מ"ג מסך סטנדרטי ל- 30 מעלות מתכתיות, כולל עלויות מתכת אופייניות.

אלומיניום אלומיניום

(FLT:0) אלמממיר FLT:1 הוא מתכת אחורית מעולה עבור תאים סיליקון מסוג סוג (ההתנגדות שלה) הוא מעט גבוה יותר מאשר כסף אבל מתאים לאלף עבה יותר אחוריים סרט אחורי (מכיוון שמסך זה מכווץ כמשטח כסף ופוטר, אלומיניום עם סיליקון כדי ליצור משטח אחורי (B), אשר דוחף תאים אחוריים אחד של אלומיניום, במיוחד עבור גודל אחד של אלומיניום אחד של אלומיניום.

קופר

(FLT:0) CopperveFLT:1) מציע שילוב אטרקטיבי של מוליכות גבוהה (1.68 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

Transud Conductive Oxides (TCOs)

(FLT:0 Transud oxides oxides מוליכים 1:1 ; כגון indium tin oxide (ITO), פלואורינה-דופד tin oxide (FTO), ואלומיניום-doped oxide oxide (AZO) הם הכרחיים עבור לחות דקת-סרט ו Bifacial תאים. הם משלבים רגישות אופטית גבוהה (>% בטווח הנראה) עם התנגדות בינונית (10-O) ו-או-או-או-או-או-או-או-או-או-קרד פחות ממוקדים (אך פחות) או יותר, אך ורק יותר, אך ורק על גבי חומרים רגישים יותר, אך ורק על גבי חומרים נוגדי לחץ-co-co-co-co-co-co-co-co-co-co-co-co-co-co-co-co-co-co-co-co-rexitexrexitexrexit) נמוך יותר נמוך יותר נמוך יותר.

השפעה על יעילות

(ב) מערכת מגע משפיעה על שלושה פרמטרים מרכזיים של תאים סולאריים: מינוף מלא (FF), קיצור של circuit הנוכחי (ראהים:0JIRFLT:103FLT:2scirFLT 3), ומתח פתוח-circuit (FLT:4VFLT:5FLT:5FLT 7).

  • (הופנה מהדף ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) [ה]ה]: [ה]הבאה [ה] [ה] [ה]]] [ה]]]] [ה]] [ה]] [ה]]]]][ה]]], [ה], [ה], [ה]הצבעים הקדמיים] של ה[[המאה ה-20], הם אלה שמצמצמצמצמציקים את החולקים את ה[[ה"ב"ב"ב"ב"ב"ב"ה"ב"ב"ב"ב"ב"ה'], ו"ה'], ו"ה'], ו"ה'], ו[[ה'], ו[[ה'], ו[[ה'], ו[[ה'], ו[[ה'], ו[[ה'], ו[[ה'], ו[[ה'], ו[[ה'], ו[[ה'], [[ה[[ה'"ב[[ה'"ב[[ה'], [[ה[[ה[[ה[[ה'], [[ה'], ו[[המאה ה'], [[ה[[ה[[ה[[ה[[ה[[המאה
  • (ב) [ה] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]]][ה]]]][ה]]][ה]]][ה]]]][ה]]]], [ה[[המאה ה-20], היא אתר של [[המאה ה-20]], ו[[המאה ה[[המאה ה-20]], ו[[המאה ה-20]], ו[[המאה ה-20]], ו[[המאה ה[[המאה ה[[המאה ה-20]],]], [[המאה ה-20]],]], [[המאה ה[[1924]], [[המאה ה[[המאה ה[[1924]],]], [[המאה ה[[1924]],]],]], [[1924]], [[המאה ה[[1924]],]], [[המאה ה[[1924]],]], [[ה[[1924]], [[המאה ה[[1924]],]],]], [[המאה ה[[1924]], [[המאה ה[[1924]], [[ה[[1924]]]], [[המאה ה[[1924]], [[המאה ה[[1924
  • (FLT:0) אחריות ולחצים:FLT:1igital) מתחים עניים מוביל לדיכאון במהלך רכיבה תרמית, עלייה בהתנגדות מגע לאורך זמן והשגת השפלה כוח.

הבורסות מאוירות יפה באבולוציה של המתכת הקדמית של תאי p-type PERC הזרם המרכזי לפני עשר שנים, יצרנים השתמשו בשלושה צריחים רחבים ו-40 אצבעות בכל רחבי העולם מודפסות עם מאפה כסף היום, תשע עד 12 ק"מ דק (או לא אוטובוסים בכלל) בשילוב עם אצבעות מקודמות או נחושת מופחתות את צריכת הכסף ב- 60%, בעוד שיפור מוחלט של כל תהליך הנדסי.

קשר עם דרדרציה ודלות

יעילות אינה סטטית.במשך חיי מודול של 25 שנים, אנשי קשר יכולים לחדור דרך מספר מנגנונים:

  • (FLT:0) קורוזיה אלקטרונית:FreaLT:1 בסביבות לחות, כסף נודד דרך encapsulant וצורות dendrites כי תאים קצר-circuit. Aluminium back אנשי קשר יכולים לחמצן, הגדלת עמידות מגע.
  • (FLT:0) עייפות אמפומאנית: FLT:1) חזור על התרחבות תרמית והתכווצות בין סיליקון wfer (ההתרחבות השנייה-mal Coefficient - 2.6 ppm/K) לבין המתכת (~23 ppm/K forאלומיניום) גורמת למיקרו-Cracks ולמעלית-off.
  • (FLT:0)Diffusion:FLT:1 Copper ומינים אחרים מהירים יכולים להיכנס לפח הסיליקון, במיוחד בטמפרטורות גבוהות במהלך ניתוח מודול באקלים חם.

כדי להפחית את ההשפעות הללו, מחסניות מגע מודרניות משלבות מחסומים דיפוזיה (Ti, W, TiN), שכבות buffer (NiSi), ו-capsulation כי פוגש תקנים קפדניים של IEC 61215 ו- IEC 61730.מקבע בדיקות חיים להראות כי מגעים מעוצבים היטב של נחושת יכול לעבור 2000 שעות של חום לח (85 מעלות צלזיוס / 85 אחוזים R) עם פחות מ 50% כוח, למרות שעדיין לא פחות מתהליך מוגבל יותר מחלון.

כיוונים עתידיים והתקדמות

נושא מבוסס פחמן

(Gatephene and Carbon ננוtubes (CNTs) נחקרו כאלקטרודות הדור הבא שקוף.היריבים התיאורטיים שלהם כי של כסף, והם מציעים גמישות יוצאת דופן - אידיאלי לעיבוד רול-ל-ל-גלגל של תאים סרטניים דקים.אתגרים מעשיים כוללים עמידות עתירת גיליון גבוהה בסרטים לינוקס (להמשך עמידות בין צומת דרכים), חוסר יציבות, וקשה להשיג כיסוי אחיד, למרות זאת, גרף של 1.5%) עם יעילות מול גרף 1.5% (Fic) נמשך עד 1D.

אנשי קשר מעוררים השראה

(ב) תאים סולאריים Perovskite הגיעו ליעילות שקיפות גבוהה מעל 26 אחוזים בתצורה של טנדם, בין השאר בשל שכבות מגע חדשניות.לדוגמה, n-type tin oxide (SnOveFLT:02FLT:1) ו- spiro-OmeTAD משמשים נרחב, אבל בעיות יציבות יש מוטיבציה עבור חלופות אורגניות.

אנשי קשר מובנים לסיליקון

המנהרה תחמוצת מגע (TOPCon) הפכה לאדריכלות בעלת יעילות גבוהה דומיננטית בייצור.זה משתמש 1-2 nm SiOcmed mLT:02uaFLT:1 שכבת 1:1 עם גידול פוליסליקון בעל משקל רב (poly-Si) סרט מגע עם אלקטרודה (ply כסף או כסף-of-al-num) אשר הוכיח את ה-diciciald מתחת ל-cookicialdicialdiciald 2.com (podicialdiciald) ב-di-of-Si-Si-of-Si-Si-coto-coto-codicial HD-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-Si-

Copper Plating and Advanced Printing

(הופנה מהדף נחושת (LIP) או אלקטרו-plating עבר מקווי פיילוט לייצור מסחרי עבור כמה מושגים תאי יעילות גבוהה של תאים, בדרך כלל, שכבת זרעי ניקל היא אלקטרו-ללא חתימה אלקטרו-מחושית או מחוספסת, ואחריו שכבת נחושת ושכבה דקת של הדפסה (silver, tin, או agerative preservative) את תהליך ה- 24 יקר לחלוטין יכול להיות מכווץ בגודל של 20 קילו-Freft גבוה יותר מאשר מ-Ferfted;

עיצובים מתקדמים ומתקדמים

תאי גזע, אשר אוספים אור משני הצדדים הקדמיים והפנים, דורשים מגעים שקוף או מאוד התנהגותיים על שני הפנים.עבור האחורי, אלקטרודה מתכת מלאה של מטרדה מוחלפת רשת - לעתים קרובות כסף או אלומיניום על אצבעות dielectric שקוף (למשל, Al2O3 / SNNNFLT:0xFLT:1LT).

אנשי קשר לתאים הזמניים של Heterojunction Cells

(HashJ) תאים, אשר מסתמכים על שכבות מעבר סיליקון אורפי, לא יכולים לסבול טמפרטורות ירי גבוהות (>200 ° C) לכן, יש ליצור קשרים באמצעות פסים כסף מתקופת נמוך (התקבלו ב-180 מעלות צלזיוס) או sputtered ITO עם רשת מתכת סטנדרטית (Dre) נמוכה יותר מאשר מצופה מ-J2D) מאוחר יותר מאשר תאים דחוסים (D2D) מאוחר יותר מאשר סנטימטרים (D) מאוחר יותר מאשר ⁇ .

מסקנה

בחירת חומרים אלקטרודה ומגע היא רחוק מן הפרט משני בעיצוב השמש-ריי.זה קובע ישירות את הביצועים החשמליים והאופטיים של כל תא, משפיע על עלויות הייצור ועל ידי חישוב, וקובע את התקרה לאמינות ארוכת טווח.כסף נשאר הסטנדרט ליעילות גבוהה אבל עומד בפני עלות ומגבלות אספקה; אלומיניום שולט בצד האחורי אבל מטיל עונשים מכניים וגיעתיים; TCOs מציעים חלופות מבטיחות אבל דורשות מתקדמות של תהליכים, בעוד שעדיין לא לדחוף יותר מאשר סוללות ייצור, למעט מכשולים מתקדמים, בעוד שעדיין לא מתפקדים, כל אמצעי ייצור.

(FLT:0) "לקבל את זכות המגע הוא לעתים קרובות החלק הקשה ביותר של אדריכלות תאים סולאריים חדשה.You יכול להיות סופגן מושלם, אבל אם אנשי הקשר הם אבודים, היעילות תהיה בינוני." - ד"ר שרה קורטז, לשעבר מנהל קבוצת מהימנות PV ב NREL.FLT:1

בעוד החוקרים ממשיכים לחקור ננו-חומרים פחמן, perovskites ו סרטי מתכת אולטרה-תלין, העשור הבא כנראה יראה חומרים מגע כי הם בו זמנית מאוד התנהגותיים, שקוף, זול ויציב. עבור בעלי מערכות ויצרניות מודול, להישאר משב של התפתחויות אלה הוא חיוני - הבחירה של אלקטרודה וחומר מגע עשוי להחליט בסופו של דבר אילו טכנולוגיות סולאריות שולטות על הנוף האנרגיה העתידי.