Բացահայտելով ներուժը. Schottky դիոդային արևային բջիջներ ավելի պայծառ ապագայի համար

Արեգակնային էներգիայի փոխակերպման անընդհատ աճող արդյունավետության որոնումները հանգեցրել են ավանդական սիլիցիումի վրա հիմնված pn միացման արևային բջիջների ուսումնասիրություններին: Խոստումնալից ճանապարհը գտնվում է Schottky diode արևային բջիջներում, որոնք առաջարկում են լույսի կլանման և էլեկտրաէներգիայի արտադրության յուրահատուկ մոտեցում:

Հասկանալով հիմունքները

Ավանդական արևային բջիջները հիմնված են pn հանգույցի վրա, որտեղ հանդիպում են դրական լիցքավորված (p-տիպ) և բացասական լիցքավորված (n-տիպ) կիսահաղորդիչները: Ի հակադրություն, Schottky diode արևային բջիջները օգտագործում են մետաղ-կիսահաղորդիչ հանգույց: Սա ստեղծում է Շոտկիի պատնեշ, որը ձևավորվում է մետաղի և կիսահաղորդչի միջև էներգիայի տարբեր մակարդակներով: Բջիջին հարվածող լույսը գրգռում է էլեկտրոնները՝ թույլ տալով նրանց ցատկել այս արգելքը և նպաստել էլեկտրական հոսանքի առաջացմանը:

Schottky Diode արևային բջիջների առավելությունները

Schottky diode արևային մարտկոցները մի քանի պոտենցիալ առավելություններ ունեն ավանդական pn միացման բջիջների նկատմամբ.

Ծախսերի արդյունավետ արտադրություն. Schottky բջիջները սովորաբար ավելի պարզ են արտադրվում՝ համեմատած pn միացման բջիջների հետ, ինչը կարող է հանգեցնել արտադրության ավելի ցածր ծախսերի:

Ընդլայնված լույսի թակարդում. Schottky բջիջներում մետաղական կոնտակտը կարող է բարելավել լույսի փակումը բջջի ներսում՝ թույլ տալով ավելի արդյունավետ լույսի կլանումը:

Լիցքավորման ավելի արագ տեղափոխում. Schottky-ի պատնեշը կարող է հեշտացնել ֆոտոգեներացված էլեկտրոնների ավելի արագ տեղաշարժը՝ պոտենցիալ բարձրացնելով փոխակերպման արդյունավետությունը:

Նյութերի հետախուզում Schottky արևային բջիջների համար

Հետազոտողները ակտիվորեն ուսումնասիրում են տարբեր նյութեր Schottky արևային բջիջներում օգտագործելու համար.

Կադմիումի սելենիդ (CdSe). Թեև ներկայիս CdSe Schottky բջիջները ցույց են տալիս համեստ արդյունավետություն՝ մոտ 0,72%, արտադրական տեխնիկայի առաջընթացը, ինչպիսին է էլեկտրոնային ճառագայթային լիտոգրաֆիան, խոստանում է ապագա կատարելագործում:

Նիկելի օքսիդ (NiO). NiO-ն ծառայում է որպես խոստումնալից p-տիպի նյութ Schottky բջիջներում՝ հասնելով մինչև 5,2% արդյունավետության: Նրա լայն շղթայի հատկությունները մեծացնում են լույսի կլանումը և բջջի ընդհանուր կատարումը:

Գալիումի արսենիդ (GaAs). GaAs Schottky բջիջները ցույց են տվել ավելի քան 22% արդյունավետություն: Այնուամենայնիվ, այս ցուցանիշին հասնելու համար անհրաժեշտ է մանրակրկիտ մշակված մետաղական մեկուսիչ-կիսահաղորդիչ (MIS) կառուցվածք՝ ճշգրիտ կառավարվող օքսիդային շերտով:

Մարտահրավերներ և ապագա ուղղություններ

Չնայած իրենց ներուժին, Schottky diode արևային բջիջները բախվում են որոշ մարտահրավերների.

Վերամիավորում. էլեկտրոն-անցք զույգերի վերահամակցումը բջջի ներսում կարող է սահմանափակել արդյունավետությունը: Նման կորուստները նվազագույնի հասցնելու համար անհրաժեշտ է լրացուցիչ հետազոտություն:

Արգելքի բարձրության օպտիմիզացում. Schottky-ի պատնեշի բարձրությունը զգալիորեն ազդում է արդյունավետության վրա: Գտնել օպտիմալ հավասարակշռություն բարձր արգելքի արդյունավետ լիցքի բաժանման և ցածր արգելքի միջև նվազագույն էներգիայի կորստի համար շատ կարևոր է:

Եզրակացություն

Schottky-ի դիոդային արևային մարտկոցները հսկայական ներուժ ունեն արևային էներգիայի փոխակերպումը հեղափոխելու համար: Նրանց արտադրության ավելի պարզ մեթոդները, լույսի կլանման ուժեղացված հնարավորությունները և լիցքավորման ավելի արագ փոխադրման մեխանիզմները դրանք դարձնում են խոստումնալից տեխնոլոգիա: Քանի որ հետազոտությունը խորանում է նյութերի օպտիմալացման և վերահամակցման մեղմացման ռազմավարությունների մեջ, մենք կարող ենք ակնկալել, որ Schottky-ի դիոդային արևային բջիջները կհայտնվեն որպես մաքուր էներգիայի ապագայի կարևոր դերակատար: