Sissejuhatus painduvate päikesepatareide tüüpidesse

Amorfne räni
Amorfse räni (a-Si) painduvate akude paksus on 1/3 00 kristallilise räni patareide paksusest, mis võib veelgi vähendada toormaterjalide maksumust. Läbimurdeks amorfse räni painduvate patareide vallas oli 1997. aastal kavandatud kolmekordse ühenduskohaga aku struktuur, mis parandas muundamise efektiivsust ja stabiilsust ning saavutas stabiilse konversiooniefektiivsuse 8,0–8,5 protsenti.
Võttes näiteks Ameerika Ühendriikides asuva ettevõtte United Solar Ovonic Company amorfse räni painduva aku, sisaldab amorfse räni kolmekordse ristmikuga aku struktuur kolme erineva ribalaiusega pn-siirde neeldumiskihti. Ülemine aku kasutab sinise valguse neelamiseks amorfset räni a-Si, mille ribavahemik on 1,8 eV. Vaheaku kasutab räni-germaaniumisulamit a-SiGe ribalaiusega 1,6 eV, mis neelab rohelist valgust ja mille Ge-sisaldus on 10–15 protsenti. Räni-germaaniumisulam a-SiGe, millel on 1,4 eV sagedusriba põhja aku jaoks, neelab 40–50 protsenti punast ja infrapunavalgust ning suure Ge sisaldusega. Pärast seda, kui päikesevalgus läbib kordamööda kolm pooljuhtide neeldumiskihi kihti, jääb osa valgusest veel neeldumata. Pärast Al / ZnO tagumise peegelduskihi peegeldumist naaseb see pooljuhtide neeldumiskihi kolme kihti ja läbib uue neeldumisprotsessi. Tagumine peegelduskiht mängib valgust püüdvat rolli. Sel viisil suudavad amorfsed räni painduvad akud tõhusamalt neelata sissetulevat ja väljuvat valgust, parandada muundamise efektiivsust ja väljundvõimsust ning saavutada paremat jõudlust vähese langeva ja hajutatud valguse tingimustes.
2016. aasta seisuga tootis Hiinas amorfseid räni painduvaid õhukese kilega akusid ja komponente ainult Xunli Solar, mille konversioonitõhusus oli 8-10 protsenti ja üldine paksus vaid 1,5 mm. Tooterakendustes on lisaks rull-rullile painduvatele õhukese kile komponentidele ka kokkuklapitavad laadimispaketid, mis laiendavad painduva amorfse räni kasutamist.
Vask-indium gallium seleen
-1970-ndate keskel hakkasid inimesed uurima vask-indium-galliumseleeni (CIGS) õhukese kilega patareisid. CIGSi õhukesed kiled kuuluvad reguleeritavate ribavahedega kalkopüriidi kristallide hulka. Kuna päikesepatareidelt nõutakse ribalaiust 1 kuni 1,7 eV, saab CIGS-i ribalaiust vastavalt vajadusele reguleerida, muutes III rühma katioonide In, Ga, Al ja VI rühma anioonide Se, S sisaldust. amorfsele ränile on CIGS-i kristallil vähem sisemisi defekte, stabiilsem jõudlus ja mooduli eluiga kuni 25 aastat. Mooduli kasutamise ajal võib vase ioonide liikumine parandada defekte, mistõttu mooduli jõudlus paraneb jätkuvalt, mis on vastupidine amorfse räni fotoindutseeritud lagunemisefektile või SW-efektile (Staebler Wronskieflect).
Orgaaniline
Orgaanilistes fotogalvaanilistes (OPV) päikesepatareides koosneb orgaanilisi pooljuhte absorbeeriv keskkond tavaliselt doonor- ja aktseptormaterjalide segust. Doonormaterjalid annavad hästi elektrone, neelavad auke ja omavad pärast segamist positiivset laengut. Konjugeeritud polümeerid on tüüpilised doonormaterjalid. Aktseptormaterjal neelab hästi elektrone ja annab auke ning sellel on pärast segamist negatiivne laeng. Fullereen (C60) on tüüpiline aktseptormaterjal.
Eksitonid on seotud elektroniaukude paarid, mis on stimuleeritud kvaasiosakesed. Pärast stimuleerimist elektronid ja augud eralduvad, kuid elektronaugupaarid tõmbavad teineteist ikkagi elektrostaatilise Coulombi jõu kaudu, mida ei saa Coulombi sidumise tõttu täielikult eraldada, moodustades eksitoneid. Eksitone, vatte, on kahte tüüpi
Wannier Mottexcition ja Frenkel exciton. Varni mudeli eksitonid eksisteerivad kristallilise räni pooljuhtides, kus juhtivusriba ergastatud elektronid ja valentsriba augud moodustavad seotud olekuid nõrga Coulombi jõuga umbes {{0}},01 eV. Frenkeli eksitonid eksisteerivad orgaanilises keskkonnas doonormaterjalides ja nendevaheline Coulombi jõud on tugev, umbes 0,3 eV