Cienkowarstwowe panele słoneczne to druga generacja paneli słonecznych, które są wytwarzane przez osadzanie jednej lub więcej warstw fotowoltaicznych materiałów pochłaniających fotony na podłożach takich jak szkło, plastik lub metal. Ogniwa cienkowarstwowe są bardzo cienkie, zwykle mają grubość od kilku nanometrów do dziesiątek mikronów, co sprawia, że ​​cienkowarstwowe ogniwa słoneczne są zarówno elastyczne, jak i lekkie. Ze względu na wysoką elastyczność ogniwa cienkowarstwowe mogą być stosowane w fotowoltaice zintegrowanej z budynkiem oraz w półprzezroczystych materiałach szklanych fotowoltaicznych.
Istnieją cztery rodzaje cienkowarstwowych paneli słonecznych, w tym tellurek kadmu (CdTe), selenek miedziowo-indowo-galowy (CIGS), krzem amorficzny (a-Si) i arsenek galu (GaAs).
Tellurku Kadmu (CdTe)
CdTe jest najpopularniejszą cienkowarstwową technologią słoneczną, stanowiącą około 50% rynku cienkowarstwowych paneli. Są niedrogie w produkcji i montażu, panele CdTe mogą pochłaniać światło lepiej niż panele konwencjonalne, a moduły mają średnią wydajność 17% i maksymalnie 22,1%.
Selenek miedziowo-indowo-galowy (CIGS)
Ogniwa cienkowarstwowe CIGS wykorzystują absorbery wykonane z miedzi, indu, galu i selenu (CIGS) o wydajności laboratoryjnej powyżej 20%. Używają mniej kadmu, którego niektóre firmy używają zamiast cynku, co czyni go opcją przyjazną dla środowiska. Panele te są jednak bardzo drogie, co utrudnia konkurowanie z tradycyjnymi panelami krzemowymi lub CdTe.
Krzem amorficzny (a-Si)
Krzem amorficzny (a-Si) jest amorficznym alotropem krzemu i jest zdecydowanie najlepiej rozwiniętą technologią cienkowarstwową. Cienkowarstwowy krzem jest alternatywą dla tradycyjnego krzemu krystalicznego w formie wafla (lub luzem). Wytrzymują również dłużej niż arkusze CdTe i CIGS i wymagają znacznie mniej materiału krzemowego niż konwencjonalne panele. Panele A-Si mogą się wyginać, dzięki czemu są mniej podatne na pęknięcia.
Arsenek galu (GaAs)
Arsenek galu (GaAs), półprzewodnik z bezpośrednim pasmem wzbronionym III-V, jest bardzo powszechnym materiałem do produkcji jednokrystalicznych cienkowarstwowych ogniw słonecznych. Ogniwa słoneczne GaAs są jednymi z najbardziej wydajnych cienkowarstwowych ogniw słonecznych ze względu na ich doskonałą odporność termiczną i wysoką wydajność. To najlepsza opcja, jeśli chcesz poprawić wydajność słoneczną cienkowarstwową. Moduły fotowoltaiczne mają pojemność 28,8%, ale są również dość drogie.
Cienkowarstwowe panele słoneczne zawierają bezramowe ogniwa słoneczne. Są łatwe w produkcji, elastyczne i lekkie. Dodatkowo panele te są łatwiejsze w montażu, a proces zajmuje mniej czasu. Może być przystosowany do fotowoltaiki zintegrowanej z budynkiem (BIPV), zastosowań dachowych i morskich, aplikacji przenośnych itp.
Dzięki dalszym badaniom i przełomom w cienkowarstwowych ogniwach słonecznych, technologia może być dostosowana do większej liczby zastosowań w przyszłości i prawdopodobnie zwiększy wartość rynkową nie tylko w zastosowaniach na dużą skalę, ale także w małych obszarach komercyjnych i mieszkalnych w następnym 10 lat .