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2023-09-22
Die Entwicklung der Photovoltaik-Modultechnologie geht auf das Ende des 19. Jahrhunderts zurück, als Physiker entdeckten, dass bestimmte Materialien Sonnenlicht in Strom umwandeln konnten.Im Laufe der Zeit haben Forscher die Techniken zur Herstellung von Solarzellen erlernt und verbessern und optimieren ständig die Konstruktion und Leistung dieser Zellen.Dieser Artikel beschreibt ausführlich die Entwicklungsgeschichte der Photovoltaikmodultechnologie.
Solarzelle der ersten Generation (1954)
Die erste Generation von Solarzellen wurde 1954 von Forschern der Bell Labs erfunden.Diese Art von Zelle besteht aus Siliziummaterial und wird als monokristalline Siliziumsolarzelle bezeichnet.Die Effizienz dieser Art von Batterie ist sehr gering, nur etwa 6%, aber sie eröffnet den Weg für die Forschung und Entwicklung von Solarzellen.
Solarzellen der zweiten Generation (1970er Jahre)
Die Solarzellen der zweiten Generation werden aus polykristallinem Silizium hergestellt und werden polykristalline Silizium-Solarzellen genannt.Solche Zellen sind günstiger als monokristalline Silizium-Solarzellen und haben eine verbesserte Effizienz von etwa 10%.
Mitte der 1970er Jahre begannen Forscher, die Verwendung von zusammengesetzten Halbleitermaterialien zur Herstellung von Solarzellen zu untersuchen.Diese Art von Zelle wird als hocheffiziente Solarzelle bezeichnet, da sie effizienter ist als polykristalline Silizium-Solarzellen.Eine der zusammengesetzten Halbleiter-Solarzellen ist die Gallium-Arsenid-Solarzelle, die einen Wirkungsgrad von mehr als 20% aufweist.
Solarzellen der dritten Generation (1990er Jahre)
Die Forschung an Solarzellen der dritten Generation begann Mitte der 1990er Jahre.Diese Art von Solarzelle verwendet eine größere Vielfalt an Materialien, darunter organische Materialien, farbstoffsensibilisierte Solarzellen und Perowskit-Solarzellen.
Organische Solarzellen verwenden organische Polymere als Halbleitermaterialien. Diese Zellen sind kostengünstig, leicht und geeignet für den Einsatz über große Flächen.Die Effizienz organischer Solarzellen ist jedoch sehr gering, nur etwa 3%.
Farbstoffempfindliche Solarzellen (DSSC) verwenden Farbstoffmoleküle, um Licht in Strom umzuwandeln.Diese Art von Solarzelle ist effizienter als organische Solarzellen und kann etwa 10% erreichen.DSSC ist kostengünstig und verfügt über einen einfachen Produktionsprozess, der es für die Verwendung in der Großproduktion geeignet macht.
Perovskit-Solarzellen sind eine der vielversprechendsten Solarzellen der dritten Generation.Sie verwendet Perovskit-Materialien als Halbleiter und kann einen höheren Wirkungsgrad erreichen, der derzeit 20% übersteigt.Diese Art von Batterie ist billiger herzustellen und hat eine höhere Stabilität und Langlebigkeit.
Solarzellen der vierten Generation (Anfang des 21. Jahrhunderts)
Die Solarzelle der vierten Generation ist die neueste und vielversprechendste Technologie.Die Materialarten von Solarzellen der vierten Generation sind vielfältiger, darunter organische Materialien, anorganische Materialien und hybride Materialien.
Die organisch-anorganischen Hybrid-Solarzellen (HIBC) sind eine wichtige Technologie in der vierten Generation von Solarzellen.Die Batterie verwendet eine Mischung aus organischen und anorganischen Materialien, um eine Kombination aus hoher Effizienz und langer Lebensdauer zu erreichen.Der Wirkungsgrad der HIBC-Solarzellen hat 15% überschritten, die Herstellungskosten sind gering und sie eignen sich daher für die Massenproduktion.
Neben HIBC-Solarzellen gehören zu den Solarzellen der vierten Generation auch Quantenpunkt-Solarzellen, Nanodraht-Solarzellen, Graphen-Solarzellen usw.Diese Technologien befinden sich noch in Forschung und Entwicklung, haben jedoch bereits eine hohe Effizienz und Potenzial gezeigt.
Zusammenfassung
Im Laufe der Zeit haben sich die Effizienz und die Kosten von Solarzellen allmählich verbessert, und eine größere Vielfalt an Solarzelltechnologien ist entstanden.Die Effizienz der Solarzellen der ersten Generation betrug nur 6%, während die Effizienz der Solarzellen der vierten Generation 15% überschritt.In Zukunft werden die Kosten für Solarenergie durch die kontinuierliche Entwicklung und Optimierung der Solarzellentechnologie weiter sinken.und ihre Position in der Energieindustrie wird immer wichtiger werden.
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