Materiales de batería para células solares
Existen muchos tipos de materiales para células solares, entre ellos el silicio amorfo, el silicio policristalino, el CdTe, el CuInxGa(1-x)Se2 y otros semiconductores, así como materiales con entre tres y cinco o veintiséis grupos de Elementos unidos por cadenas. En pocas palabras, cualquier cosa que pueda emitir luz y generar electricidad es el material que buscan las células solares.
Las estaciones de carga solar para vehículos eléctricos prueban principalmente la reacción y absorción de la luz a través de diferentes procesos y métodos, combinando las brechas energéticas para lograr un avance revolucionario en el que se pueden absorber ampliamente longitudes de onda cortas o largas.
Los tipos de células solares también se dividen en tipo de sustrato o tipo de película delgada. El sustrato se puede dividir en tipo monocristalino estirado o bloque policristalino que se disuelve después del enfriamiento. Se puede combinar bien con edificios, como el tipo curvo o flexible, el tipo plegable, etc. Los materiales más utilizados son el silicio amorfo. También está la investigación y el desarrollo de materiales orgánicos o nanomateriales, que todavía es investigación y desarrollo con visión de futuro. Por lo tanto, hay varias generaciones de células solares que suenan diferentes: la primera generación de cristal de silicio a base de silicio (Silicon Based), la segunda generación de película delgada (Thin Film), la tercera generación de nuevos conceptos de investigación y desarrollo (New Concept). Y la cuarta generación de material compuesto de película delgada.
La primera generación de células solares tiene la historia de desarrollo más larga y la tecnología más madura. Se puede dividir en silicio monocristalino, silicio policristalino y silicio amorfo. En cuanto a aplicaciones, las dos primeras son el silicio monocristalino y el silicio policristalino.
La segunda generación de células solares de película delgada utiliza tecnología de película delgada para fabricar células. Sus tipos se pueden dividir en telururo de cadmio (CdTe), seleniuro de indio y cobre (Selenuro de indio y cobre CIS), seleniuro de galio, indio y cobre (Selenuro de galio, indio y cobre CIGS) y arseniuro de galio (arseniuro de galio GaAs)
El Las células solares de tercera generación son las mismas que las de la generación anterior.
La mayor diferencia entre las baterías de tercera generación y las generaciones anteriores es la introducción de materia orgánica y nanotecnología en el proceso. Los tipos incluyen células solares fotoquímicas, células solares fotosensibles con tintes, células solares de polímero y células solares nanocristalinas.
La cuarta generación utiliza una estructura multicapa para la fina película que absorbe la luz en la batería.
Algún tipo de tecnología de fabricación de baterías. Por ejemplo, en el proceso del polisilicio, se pueden fabricar tanto células de tipo cristal de silicio como células de tipo película delgada.
Materiales poliméricos para células solares
Los materiales poliméricos para células solares comunes incluyen polivinilcarbazol (PVK), poliacetileno (PA), poliestireno vinilideno (PPV) y politiofeno (PTH).
(1) Polivinilcarbazol (PVK)
Polímeros con actividad fotoeléctrica El polímero más antiguo y mejor investigado es el PVK, que tiene un grupo lateral grande y un gran sistema de grillete electrónico. que puede absorber los rayos ultravioleta. Los electrones excitados pueden migrar libremente a través del complejo de carga formado por anillos de carbazol adyacentes. Suele estar dopado con I2, SbCl3, trinitrofluorenona (TNF) y derivados de nitrodifenilestilbeno combinados con tetracianoquinona (TCNQ).
(2) Poliacetileno (PA)
El PA es el polímero electrónico con mayor conductividad medida hasta el momento. Puede polimerizarse mediante el método de Hideki Shirakawa, el método Nam, el método Durham y el sistema catalítico de tierras raras. Shirakawa Hideki utilizó un catalizador Ziegler-Natta de alta concentración (es decir, TiOBu4-A1Et3) para preparar una película de poliacetileno autoportante con brillo metálico directamente a partir de acetileno en fase gaseosa formando una película sobre un sustrato de cristal líquido alineado, la película de PA. además tiene muy alta orientación. La característica del método Nanoman es el "envejecimiento a alta temperatura" del catalizador de polimerización
(1) "Envejecimiento a alta temperatura" del catalizador, mejorando así significativamente las propiedades mecánicas y la estabilidad del polímero.
(3 ) Poliestireno vinílico (PPV)
En los últimos años ha sido el más utilizado en el campo fotovoltaico. Los dispositivos más eficientes que se producen actualmente son los materiales PPV debido a su yugo. como estructura y cadenas moleculares es muy rígido, a menudo insoluble y difícil de procesar. La forma de obtener PPV soluble es introducir al menos un alcano de cadena larga en el anillo de benceno.
El estudio también encontró que los sustituyentes de cadena ramificada tienen mejor solubilidad que los alcanos lineales con el mismo número de carbonos. Un material representativo es MEH-PPV (MEH; 2-metoxi-5(2'-etilhexiloxi)), que tiene buena solubilidad y es fácil de usar; tiene una banda prohibida moderada de 2,1 eV;
(4) Derivados del politiofeno (PT)
Entre todos los polímeros conjugados, el politiofeno es un muy buen material fotovoltaico debido a su banda prohibida adecuada y su alta movilidad de agujeros. convertirse en uno de los temas candentes en la investigación de materiales fotovoltaicos orgánicos en los últimos años. Entre ellos, el dispositivo fotovoltaico con una película de mezcla **** de poli(3-hexil)tiofeno (P3HT) regionalmente regular y el derivado soluble C60 PCBM como capa activa tiene la mayor eficiencia de conversión de energía en condiciones de tratamiento térmico, y el La eficiencia de conversión de energía ha alcanzado alrededor del 5%. Por lo tanto, diseñar y sintetizar nuevos derivados de politiofeno, estudiar la relación entre la estructura y las propiedades del politiofeno y mejorar las propiedades de los derivados de politiofeno mediante modificaciones estructurales han atraído la atención de un gran número de investigadores. Desde la perspectiva de los materiales fotovoltaicos, estos derivados de politiofeno deberían tener las propiedades más básicas: buena solubilidad y propiedades de formación de película, amplio espectro de absorción (especialmente en la región de la luz visible) y alta movilidad del portador.