La principale raison de la faible efficacité de conversion actuelle des panneaux solaires est la perte de « l'énergie photonique à faible-énergie » et de « l'énergie photonique à haute-énergie », qui limitent toutes deux l'efficacité limite théorique des panneaux solaires à environ 40 %. Ce qui suit décrit brièvement les méthodes d'amélioration pour chaque mécanisme de perte.
1. Réduire la perte d'énergie des photons à faible-énergie
En utilisant un matériau semi-conducteur optoélectronique à faible bande interdite, par exemple, la bande interdite du silicium cristallin typique est de 1,1 eV, il ne peut donc absorber que des photons d'une longueur d'onde inférieure à 1 100 nm.
2. Réduire la perte d'énergie des photons à haute énergie
Utilisation de matériaux semi-conducteurs optoélectroniques à bande interdite élevée. Pour résumer les deux premiers points, la combinaison de matériaux semi-conducteurs à bande interdite multi- peut améliorer efficacement le taux d'utilisation de photons avec différentes énergies.
3. Réduisez l'efficacité d'absorption et la perte de réflexion : (1) essayez d'utiliser des matériaux semi-conducteurs avec des coefficients d'absorption lumineuse élevés ; (2) réduire la surface des électrodes métalliques et utiliser des électrodes conductrices transparentes pour remplacer certaines électrodes métalliques ; (3) augmenter la rugosité de surface des matériaux, matériau de couche réfléchissante pour réduire la perte de réflexion causée par la réflexion de surface.
4. Réduisez la perte de tension en circuit ouvert. Ajustez la concentration d'impuretés et le niveau de Fermi des matières premières.
5. Réduisez la perte de facteur de remplissage : (1) utilisez une couche de passivation de surface pour réduire les liaisons pendantes sur la surface du panneau solaire ou sur l'électrode arrière ; (2) utiliser des matériaux de panneaux solaires de haute-pureté (faible-impuretés) et de meilleurs processus de fabrication pour réduire les dispositifs de recombinaison de volume interne ; (3) Utilisez de bons conducteurs comme électrodes et adoptez une meilleure conception de la structure des électrodes pour réduire la résistance en série.
