Die jüngsten Entwicklungen bei organischen Photovoltaikzellen (OPVs) haben seit ihrer Einführung in den 1980er Jahren erhebliche Fortschritte bei der Effizienz der Leistungsumwandlung von 3 % auf über 15 % gebracht. [32] Bisher liegt der höchste gemeldete Effizienzumwandlungsgrad zwischen 6,7 % und 8,94 % für kleine Moleküle, 8,4 % –10,6 % für Polymer-OPVs und 7 % bis 21 % für Perowskit-OPVs. [33] [34] OpVs dürften auf dem PV-Markt eine wichtige Rolle spielen. Jüngste Verbesserungen haben die Effizienz erhöht und die Kosten gesenkt, während sie umweltverträglich und erneuerbar bleiben. Im Jahr 2017 schätzte eine Studie in Science, dass bis 2030 die globalen PV-Anlagen zwischen 3.000 und 10.000 GW liegen werden. [40] Das EPIA/Greenpeace Solar Generation Paradigm Shift Scenario (früher Advanced Scenario) aus dem Jahr 2010 zeigt, dass bis zum Jahr 2030 1.845 GW PV-Anlagen weltweit etwa 2.646 TWh/Jahr Strom erzeugen könnten. In Verbindung mit Verbesserungen der Energieeffizienz würde dies den Strombedarf von mehr als 9 % der Weltbevölkerung ausmachen. Bis 2050 könnten über 20 % des gesamten Stroms durch Photovoltaik bereitgestellt werden. [41] Der Begriff “Photovoltaik” stammt aus dem Griechischen , was “Licht” bedeutet, und aus “Volt”, der Einheit der elektromotorischen Kraft, der Volt, der wiederum vom Nachnamen des italienischen Physikers Alessandro Volta stammt, Erfinder der Batterie (elektrochemische Zelle). Der Begriff “Photovoltaik” wird seit 1849 im Englischen verwendet. [11] Die Lebenszyklusbewertung (LCA) ist eine Methode zur Bestimmung der Umweltauswirkungen von PV. Viele Studien wurden über die verschiedenen Arten von PV durchgeführt, einschließlich der ersten Generation, der zweiten Generation und der dritten Generation. In der Regel wählen diese PV-LCA-Studien eine Dock-zu-Gate-Systemgrenze aus, da es sich oft zum Zeitpunkt der Studien um eine neue Technologie handelt, die noch nicht kommerziell erhältlich ist, und ihre erforderliche Balance zwischen Systemkomponenten und Entsorgungsmethoden unbekannt ist.

[48] An vielen Standorten hat PV eine Netzparität erreicht, die in der Regel als PV-Produktionskosten zu oder unter den Strompreisen des Einzelhandels definiert wird (obwohl sie oft immer noch über den Kraftwerkspreisen für Kohle- oder Gaserzeugung ohne deren Verteilung und andere Kosten liegen). In vielen Ländern besteht jedoch nach wie vor bedarf es eines stärkeren Zugangs zu Kapital, um PV-Projekte zu entwickeln. Um dieses Problem zu lösen, wurde eine Verbriefung vorgeschlagen und genutzt, um die Entwicklung von Photovoltaik-Projekten zu beschleunigen. [90] [91] So bot SolarCity 2013 die erste von Vermögenswerten unterstützte Sicherheit in der Solarbranche an. [92] Obwohl es viele Arten von PV-Anlagen gibt, von denen bekannt ist, dass sie wirksam sind, machte kristallines Silizium-PV im Jahr 2013 rund 90 % der weltweiten PV-Produktion aus. Die Herstellung von Silizium-PV-Anlagen besteht aus mehreren Schritten. Zunächst wird Polysilizium aus abgebautem Quarz verarbeitet, bis es sehr rein ist (Halbleitergrad). Dies wird eingeschmolzen, wenn kleine Mengen an Bor, einem Element der Gruppe III, hinzugefügt werden, um einen p-Typ-Halbleiter reich an Elektronenlöchern zu machen. Typischerweise mit einem Samenkristall wird ein Barren dieser Lösung aus dem flüssigen polykristallinen angebaut. Der Barren kann auch in eine Form gegossen werden.

Wafer dieses Halbleitermaterials werden mit Drahtsägen aus dem Schüttgut geschnitten und durchlaufen dann die Oberflächenätzung, bevor sie gereinigt werden. Als nächstes werden die Wafer in einen Phosphordampfabscheidungsofen gelegt, der eine sehr dünne Phosphorschicht legt, ein Element der Gruppe V, das eine n-Typ-Halbleitfläche erzeugt. Um Energieverluste zu reduzieren, wird eine antireflektierende Beschichtung an der Oberfläche hinzugefügt, zusammen mit elektrischen Kontakten. Nach fertigstellung der Zelle werden die Zellen je nach Anwendung über einen elektrischen Stromkreis verbunden und für den Versand und die Installation vorbereitet. [97] PV ist die billigste Stromquelle in Regionen mit hohem Solarpotenzial geworden, mit Preisgeboten von nur 0,01567 US-Dollar/kWh[1] im Jahr 2020.

فهرست
تماس با ما 9 الی 20