Pencarian untuk kecekapan yang semakin meningkat dalam penukaran tenaga suria telah membawa kepada penerokaan melangkaui sel suria simpang pn berasaskan silikon tradisional. Satu jalan yang menjanjikan terletak pada sel suria diod Schottky, menawarkan pendekatan unik untuk penyerapan cahaya dan penjanaan elektrik.
Memahami Asas
Sel suria tradisional bergantung pada persimpangan pn, di mana semikonduktor bercas positif (jenis-p) dan bercas negatif (jenis-n) bertemu. Sebaliknya, sel suria diod Schottky menggunakan persimpangan logam semikonduktor. Ini mewujudkan penghalang Schottky, yang dibentuk oleh tahap tenaga yang berbeza antara logam dan semikonduktor. Cahaya yang mengenai sel merangsang elektron, membolehkan mereka melompat halangan ini dan menyumbang kepada arus elektrik.
Kelebihan Sel Suria Diod Schottky
Sel suria diod Schottky menawarkan beberapa kelebihan yang berpotensi berbanding sel simpang pn tradisional:
Pengilangan yang Kos Berkesan: Sel Schottky biasanya lebih mudah untuk dihasilkan berbanding dengan sel simpang pn, yang berpotensi membawa kepada kos pengeluaran yang lebih rendah.
Perangkap Cahaya yang Dipertingkatkan: Sentuhan logam dalam sel Schottky boleh meningkatkan perangkap cahaya dalam sel, membolehkan penyerapan cahaya yang lebih cekap.
Pengangkutan Caj Lebih Cepat: Penghalang Schottky boleh memudahkan pergerakan elektron yang dijana foto dengan lebih pantas, yang berpotensi meningkatkan kecekapan penukaran.
Penerokaan Bahan untuk Sel Suria Schottky
Penyelidik sedang aktif meneroka pelbagai bahan untuk digunakan dalam sel solar Schottky:
Kadmium Selenide (CdSe): Walaupun sel CdSe Schottky semasa mempamerkan kecekapan sederhana sekitar 0.72%, kemajuan dalam teknik fabrikasi seperti litografi rasuk elektron menawarkan janji untuk penambahbaikan pada masa hadapan.
Nikel Oksida (NiO): NiO berfungsi sebagai bahan jenis p yang menjanjikan dalam sel Schottky, mencapai kecekapan sehingga 5.2%. Ciri celah jalur lebarnya meningkatkan penyerapan cahaya dan prestasi sel keseluruhan.
Gallium Arsenide (GaAs): Sel GaAs Schottky telah menunjukkan kecekapan melebihi 22%. Walau bagaimanapun, untuk mencapai prestasi ini memerlukan struktur logam-penebat-semikonduktor (MIS) yang direka dengan teliti dengan lapisan oksida yang dikawal dengan tepat.
Cabaran dan Hala Tuju Masa Depan
Walaupun potensinya, sel suria diod Schottky menghadapi beberapa cabaran:
Penggabungan semula: Penggabungan semula pasangan lubang elektron dalam sel boleh mengehadkan kecekapan. Kajian lanjut diperlukan untuk meminimumkan kerugian tersebut.
Pengoptimuman Ketinggian Halangan: Ketinggian penghalang Schottky memberi kesan ketara kepada kecekapan. Mencari keseimbangan optimum antara penghalang tinggi untuk pemisahan cas yang cekap dan halangan rendah untuk kehilangan tenaga yang minimum adalah penting.
Kesimpulan
Sel suria diod Schottky mempunyai potensi besar untuk merevolusikan penukaran tenaga suria. Kaedah fabrikasi mereka yang lebih mudah, keupayaan penyerapan cahaya yang dipertingkatkan, dan mekanisme pengangkutan cas yang lebih pantas menjadikannya teknologi yang menjanjikan. Apabila penyelidikan mendalami strategi pengoptimuman bahan dan pengurangan penggabungan semula, kami boleh menjangkakan untuk melihat sel solar diod Schottky muncul sebagai pemain penting dalam penjanaan tenaga bersih masa depan.
Masa siaran: Jun-13-2024