sales@solarbuy.com

Мой аккаунтКорзинакотировка

$0.00
Привет, мир!

Как «силиконовый шар» способствует BIPV: солнечные фасады и окна

Рынок фотоэлектрических систем, интегрированных в здания (BIPV), ожидает значительный рост при совокупном годовом темпе роста (CAGR) вокруг% 20 от 2024 до 2032. 

В настоящее время, хотя c-Si и тонкопленочные панели являются доминирующими технологиями на этом рынке, в их реальном применении все еще существуют проблемы, которые потенциально могут препятствовать развитию BIPV.

Появление «силиконового шарика» представляет собой многообещающее решение для BIPV, сочетающее в себе преимущества, которых могут отсутствовать другие технологии. В этой статье вы познакомитесь с «силиконовым шариком», а также сравните его с другими решениями BIPV.

Прозрачный солнечный модуль на основе кремниевого шарика
Источник: СОФТПВ

Фон кремниевого шара

Ограниченное использование традиционной технологии c-Si

Несмотря на то, что традиционная технология c-Si хорошо зарекомендовала себя, она в основном ограничивается солнечными установками на крышах в рамках BIPV. Это ограничение связано прежде всего с тем, что материалы c-Si относительно толстые (150-200 мкм), что делает их непригодными для применения на фасадах зданий или в окнах, где прозрачность является важнейшим требованием.

Кроме того, хорошей прозрачности нельзя добиться, просто уменьшив их толщину, поскольку слишком тонкое нарезание этих материалов значительно снизит эффективность, а также сделает панели более склонными к растрескиванию или разрушению под действием механического напряжения или удара.

Ограниченные поставки технологии CdTe

Хотя мы пришли к выводу в этой статье Поскольку технология CdTe является проверенным решением BIPV для фасадов или окон зданий, поставки ее сырья относительно ограничены по сравнению с кремнием. Это может стать проблемой, особенно если существуют планы крупномасштабного расширения.

Команда создателей кремниевого шара

Поскольку рынок BIPV продолжает расти, команды по всему миру активно ищут инновационные решения для преодоления проблем, возникающих при разработке проектов BIPV.

Концепция «силиконового шара» была впервые предложена и реализована корейским стартапом в области солнечных технологий SOFTPV.

Эту компанию, основанную в 2017 году, возглавляет доктор Джеймс Хёну Ан, имеющий более чем двадцатилетний опыт работы в области солнечных и электронных материалов. С момента своего создания компания посвященный кремниевым решениям для BIPV. 

Под Поддержка Являясь аналитическим центром, в состав которого входят профессора, исследователи и специалисты с докторскими степенями в различных областях, включая электротехнику, материаловедение и т. д., SOFTPV продолжает совершенствовать свои решения BIPV на основе кремниевых шариков и стремится к их коммерциализации.

Что такое силиконовый шарик? Как он производится?

Как отмечают в компании, силиконовый шарик сферическая солнечная частица изготовлен из поликремния. 

Изготовление различных слоев

Производственный процесс включает плавление поликремния, легированного бором, при высоких температурах, а затем его охлаждение в контролируемых условиях для формирования шариков определенного размера, начиная от 0.35 - 1.8mm в диаметре. 

Далее следует слой полупроводника n-типа, образованный диффузией оксихлорида фосфора (POCl3), добавляется к этим шарам. Это дополнение в сочетании с существующим материалом p-типа создает pn-переход.

Затем наносится пассивирующий слой для уменьшения рекомбинации носителей заряда, а затем добавляется просветляющий слой для максимального поглощения света, аналогично традиционным панелям c-Si.

Наконец, добавляется слой прозрачного проводящего оксида (TCO) для сбора тока, уменьшения последовательного сопротивления и улучшения общих характеристик этих шариков.

Формирование электродов

Формирование электродов из этих кремниевых шариков — значительно более сложный процесс, поскольку он включает в себя манипуляции с объектом диаметром всего около 1 мм!

Сначала одна сторона кремниевого шарика разрезается и полируется. Центр полированной поверхности, а именно область материала p-типа, обрабатывается как анод (+) путем нанесения проводящей пасты и проведения сложной термической обработки, тогда как внешняя периферия становится катодом (-) с использованием аналогичной обработки.

На схеме ниже показано расположение и конструкция электродов.

Электроды кремниевого солнечного шара

Что такое решение BIPV на основе кремниевого шарика?

После изготовления нескольких слоев и формирования электродов создается цельный кремниевый шар. По сути, такой мяч служит солнечной батареей эквивалентен традиционным плоским панелям c-Si.

Сборка модуля

Подобно традиционным панелям, эти кремниевые солнечные шары необходимо соединить вместе, чтобы сформировать целостную систему, обеспечивающую определенную выходную мощность.

В приложениях BIPV панель при использовании на фасаде или в качестве оконного стекла должна обладать определенной степенью прозрачности. В противном случае это не имело бы никакого смысла.

Эти кремниевые солнечные шары соединены особым образом, чтобы обеспечить гибкость и прозрачность.

На подложке, используемой для сборки этих кремниевых шариков, нанесен рисунок электрической схемы посредством печати, независимо от того, является ли это жестким ламинатом или гибкой пленкой.

Затем солнечные шары монтируются на подложку с использованием технологии поверхностного монтажа (SMT) процесс. Электричество, генерируемое кремниевыми шариками, протекает через печатную схему, которая настроена последовательно и/или параллельно для подачи необходимого напряжения и тока.

Расширенные функции

Пленка, используемая в качестве подложки, сама по себе прозрачна. Кроме того, общую прозрачность солнечного модуля такого типа можно регулировать путем контроль размера и расстояния из силиконовых шариков. Другими словами, более крупные шары и меньшее расстояние между ними приведут к более высокому выходу энергии, но к снижению прозрачности; и наоборот.

Примечательно, что в отличие от традиционных жестких плоских подложек, пленочная подложка, используемая в солнечных модулях с кремниевым шариком, представляет собой гибкий, ему можно придать индивидуальную форму и покрасить в цвет. Эти свойства открывают огромные возможности в приложениях BIPV.

Кроме того, подложка, на которой напечатана печатная плата, также служит платформой и может быть оснащена электронными компонентами, такими как светодиоды, датчики, чипы и микробатарейки, для создания интеллектуального солнечного модуля BIPV. Эта универсальность определенно поднимает воображение на новую высоту в BIPV.

BIPV на основе кремниевого шарика в сравнении с другими решениями

Несомненно, это решение BIPV на основе кремниевого шарика представляет собой уникальное отличие от других доступных решений BIPV.

Во-первых, этот модуль из кремниевых шариков представляет собой уникальный подход, позволяющий сделать модули на основе кремния достаточно прозрачными для использования в фасадах и окнах зданий. трехмерный дизайн сферы обеспечивает минимальное визуальное препятствие, предлагая при этом максимальную площадь поверхности для поглощения.

Этот подход резко контрастирует с подходом, используемым в панелях CdTe BIPV. Последний регулирует прозрачность, контролируя толщину или плотность непрерывных фотоэлектрических материалов. 

И в отличие от панелей из кремниевых шариков, эти прозрачные солнечные панели CdTe обычно имеют фотоэлектрический слой и связанные с ним слои, зажатые между двумя закаленными стеклами, образуя полный модуль. Обычно их устанавливают на новых фасадах или окнах или используют для замены существующих материалов.

Хотя их технически можно собрать и установить как прозрачные панели CdTe BIPVЭти солнечные панели с силиконовыми шариками представляют собой более рациональное решение, позволяющее легко прикрепить их к внутренним поверхностям фасадов и окон. Это преимущество обеспечивает удивительно плавный процесс модернизации или «соляризации» существующих фасадов и окон зданий.

Плюсы и минусы этого решения BIPV

Подводя итог, можно сказать, что по сравнению с существующими решениями кремниевые шариковые панели представляют собой смешанный набор преимуществ и недостатков для приложений BIPV.

Плюсы солнечных модулей с силиконовыми шариками

  • Обильный запас материалов: В отличие от кадмий и теллур Кремния, используемого в панелях CdTe, имеется в изобилии, что закладывает основу для будущего массового производства.
  • Гибкость: Прозрачность и выходную мощность этих панелей можно настроить, регулируя размер и расстояние между кремниевыми солнечными шарами. Благодаря использованию передовых технологий схемной печати и гибких пленочных подложек эти панели можно легко адаптировать к уникальным требованиям различных проектов BIPV.
  • Простота установки: Их можно легко собрать и установить, как и прозрачные панели CdTe, но они выводят это на новый уровень, позволяя превращать существующие оболочки зданий в солнечные генераторы, просто прикрепляясь к поверхностям.
  • Умное обновление: Интегрируя интеллектуальную электронику на свою подложку, они становятся многофункциональным модулем «все в одном», который работает для любого конкретного приложения, такого как сбор данных, мониторинг, связь IoT и передача сигналов.

Минусы солнечных модулей из кремниевого шарика

  • Надежность, которую нужно доказать: По большому счету, эта солнечная технология из кремниевых шариков все еще совершенствуется и ожидает катализатора, который продвинет ее коммерциализацию. Любые манипуляции с этими шариками диаметром от 0.35 до 1.8мм. требует предельно точной работы. По сравнению с существующей технологией прозрачных панелей CdTe, ее надежность по-прежнему требует проверки посредством расширенных испытаний и разнообразных практических применений.
  • Цена: Даже когда эти модули с силиконовыми шариками появятся в продаже, поначалу они будут дорогими. В этот период они могут лучше подходить для флагманских или демонстрационных проектов, а не для типичных зданий или сооружений.

Выводы

Несмотря на проблемы, перспективы технологии панелей BIPV с силиконовыми шариками остаются многообещающими.

Эта технология демонстрирует инновационный способ использования богатого фотоэлектрического материала. Повторим для акцента: сверхудобная установка, аналогичная наклеиванию стеклянной пленки, на сегодняшний день является беспрецедентным преимуществом в области решений BIPV-панелей.

Однако его надежность вызывает серьезную озабоченность.

Если вы ищете надежную, проверенную технологию, которая предлагает большую гибкость для интеграции солнечной энергии в ваши фасады или окна, прозрачные панели CdTe заслуживают вашего внимания.

Оставьте комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован. Обязательные поля помечены * *

LinkedIn facebook Pinterest YouTube Новости twitter Instagram facebook-пусто rss-пустой связанный-пустой Pinterest YouTube twitter Instagram