Megtekintések: 0 Szerző: Site Editor Közzététel ideje: 2025-07-10 Eredet: Telek
A CIGS napelemek vékonyrétegű fotovoltaikus anyagot használnak. Ez az anyag rezet, indiumot, galliumot és szelént kever. A CIGS technológia fejlett és nagy hatékonyságú. Ezenkívül rugalmas és könnyű. A CIGS-sel készült rugalmas napelemek sok felületre illeszkednek. Könnyű telepítésekhez jók. A CIGS panelek állandó teljesítményt biztosítanak. Magas hőmérsékleten jól működnek. A szilícium panelek gyakran többet változnak a trópusi helyeken. A CIGS számos felhasználásra előnyös. Ez igaz ott, ahol könnyű és rugalmas napenergiára van szükség.
A CIGS napelemek vékony, hajlékony rétege rézből, indiumból, galliumból és szelénből készül. Emiatt könnyűek és könnyen hajlíthatóak számos felülethez.
Ezek a panelek jól működnek meleg és változó időben. Sok esetben jobban megtartják az állandó teljesítményt, mint a szilícium panelek.
A CIGS panelek ívelt tetőkre, autókra és hordozható eszközökre is elférnek. Olyan helyeken használhatók, ahol a merev szilícium panelek nem férnek el.
Jelenleg a CIGS panelek drágábbak, és nem olyan elterjedtek, mint a szilícium panelek. De a CIGS technológia gyorsan javul, és egyre népszerűbb.
A jövőben a jobb anyagok, az intelligens gyártási módok és a rugalmas kialakítások segítik a CIGS-panelek jobb működését, alacsonyabb költségét és gyakrabban történő használatát.
A CIGS napelemek fő anyaga a réz-indium-gallium-szelenid. Ez az anyag áll a CIGS technológia középpontjában. Ezek a panelek a vékonyrétegű napelemek csoportjába tartoznak. A CIGS vékonyrétegű napelemek könnyűek és hajlíthatók. Könnyen illeszkednek az ívelt felületekre. Ez különbözteti meg őket a szilícium panelektől. A CIGS napelemek nagyon vékony réteggel veszik fel a napfényt. Ez a réteg gyakran kevesebb, mint 2 mikrométer vastag. A vékony réteg segít energiává alakítani a napfényt kevesebb anyag felhasználásával. A CIGS napelem hatékonysága a termékekben általában 13% és 18% között van. A laboratóriumokban a CIGS napelemek hatékonysága elérte a 23,35%-ot. Ezek a panelek jól működnek mind a rendszeres, mind a rugalmas használatra.
Megjegyzés: A CIGS vékonyrétegű napelemeket olyan projektekhez választották, ahol fontos a súly és a rugalmasság, például járműveken, hordozható eszközökön vagy épületfalakon.
A CIGS technológia az 1970-es években kezdődött. A kutatók először kaptak 12%-os hatásfok monokristályos CIGS napelemekben . Idővel a tudósok jobbá tették a vékonyréteg-elnyelőket és módszereket. Új módszereket találtak a CIGS réteg lerakására, mint például az együttes elpárologtatás és a porlasztás. Néhány nagy lépés a következőket tartalmazza:
Galliumötvözet a hatékonyság javítása érdekében
Nátrium hozzáadása a teljesítmény javításához
Rugalmas fém és polimer használata üveg helyett
Rekord modul-hatékonyság elérése: 17,6% üvegen és 18,6% rugalmas acélon
A CIGS technológia ma már a vékonyfilmes napelemek második generációjának része. Olcsóbb és rugalmasabb választást ad, mint a kristályos szilícium panelek.
A CIGS napelemek számos fontos tulajdonsággal rendelkeznek:
| Metrikus | érték/Tartomány | megjegyzések/Kontextus |
|---|---|---|
| Labor hatékonyság | Akár 23,35% | Ellenőrzött laboratóriumi körülmények között elért legmagasabb hatékonyság |
| Kereskedelmi hatékonyság | 13% - 18% | Tipikus hatékonysági tartomány a piacon kapható CIGS panelekhez |
| Gyártási előnyök | Alacsonyabb energiafelhasználás, rugalmas aljzatok, jobb hőállóság | Hozzájárul a költség- és teljesítményelőnyökhöz |
| Potenciális költségcsökkentés | Roll-to-roll gyártás | A költségek jelentős csökkenése várható |
A CIGS panelek könnyűek és hajlíthatók, ezért alkalmasak speciális telepítésekhez.
Jól működnek meleg időben és árnyékban.
A CIGS vékonyrétegű napelemek falakban, elektromos autókban és hordozható elektronikában használhatók.
A CIGS napelemek piaca növekszik. 2033-ra elérheti a 31,1 milliárd dollárt, és évente 10%-kal nőhet.
A CIGS technológia folyamatosan javul. A tudósok azon dolgoznak, hogy még hatékonyabbá és környezetbarátabbá tegyék.
A CIGS napelemek több vékony réteggel rendelkeznek. A fő réteg réz-indium-gallium-szelenid. Ez a réteg nagyon jól elnyeli a napfényt. Akkor is működik, ha csak 1 mikrométer vastag. Vannak hat réteg egy tipikus panelen :
Aljzat (üveg, műanyag, acél vagy alumínium)
Molibdén (Mo) hátsó elektróda
Réz-indium-gallium-szelenid (CIGS) abszorber
Kadmium-szulfid (CdS) puffer
Átlátszó vezető oxid (TCO), gyakran cink-oxid (ZnO)
Tokozás a védelem érdekében
Minden réteg valami különlegeset csinál. A hordozó tartja össze a panelt. A Mo-réteg segít az elektronok összegyűjtésében. A CIGS réteg fényt vesz fel és elektromosságot termel. A CdS puffer segíti a rétegek megfelelő együttműködését. A TCO átengedi a fényt és mozgatja az elektromosságot. A készítők olyan eszközöket használnak, mint a röntgenfluoreszcencia, hogy ellenőrizzék az egyes rétegek vastagságát. Ez elősegíti a panelek jobb működését és hosszabb élettartamát.
Megjegyzés: Az aljzat típusa megváltoztatja a panel nehéz vagy hajlékonyságát. A poliimid fólia könnyű és lehetővé teszi a panel meghajlását.
A CIGS napelemek gyártása speciális lépésekkel történik. Két fő módszert alkalmaznak: az együttes bepárlást és a szelenizálást. Az együttpárologtatás során a fémeket vákuumban hevítik. Leszállnak az aljzatra, és sima réteget képeznek. A szelenizáció egy fémréteggel kezdődik. Ezután a panel találkozik a szeléngőzzel, amely a CIGS réteget alkotja.
Mindkét módszer nagyszerű paneleket készíthet. Az együttes elpárologtatás a leghatékonyabb paneleket eredményezte. A szelenizáció is elérte a magas hatásfokot, például a Solar Frontier 20,9%-át. A szelenizálás jó nagy panelek gyors elkészítéséhez. Az eljárásnak meg kell tartania a réz, indium és gallium megfelelő keverékét. A kis változtatások megváltoztathatják a panel teljesítményét. Ha egyenletesen tartja a keveréket, a panel mindenhol jól működik.
Az új ötletek segítenek a CIGS paneleknek jobban működni és jobban hajlítani. A tudósok megváltoztatják a gallium mennyiségét, hogy hangolják a sávközt. Ez segít a panelnek több napfényt felfogni, és kevesebb energiát veszít. Nátrium hozzáadása a szubsztrátumból vagy speciális lépésekkel segíti a több töltés mozgását, és megoldja az apró problémákat.
A rugalmas CIGS panelek alapként poliimid fóliát használnak. Ezek a panelek könnyűek és hajlíthatók. Kütyükhöz és ívelt helyekhez jók. Egyes rugalmas panelek 22% feletti hatékonyságot értek el. A tudósok speciális eszközöket használnak az egyes rétegek minőségének ellenőrzésére. Ezek az ellenőrzések segítenek abban, hogy több panel is jól működjön.
| Paraméter | érték / tartomány | Megjegyzések |
|---|---|---|
| Maximális szimulált hatékonyság | 31,15% | Speciális hátsó felületi mezőréteggel 1,0 μm abszorber vastagságnál. |
| Hatékonyság (rugalmas CIGS) | 22,2% | Poliimid fólia alapfelületeken érhető el. |
| Abszorber vastagsága | Optimális ~1,0 μm-nél | Kiegyensúlyozza a felszívódást és a rekombinációt a legjobb hatékonyság érdekében. |
| Súlyelőny | Könnyű aljzatok | Lehetővé teszi a rugalmas és hordozható napelemeket. |
Kép forrása: pexel
A CIGS vékonyrétegű napelemek sok helyen jól működnek. Legjobb hatásfokuk 23,4%. A monokristályos szilícium panelek elérhetik a 26,7%-ot. A polikristályos szilícium panelek akár 24,4%-ot is elérhetnek. A legtöbb megvásárolható CIGS panel 13% és 18% közötti hatásfokú. A laboratóriumokban a CIGS panelek még jobb teljesítményre képesek.
A CIGS panelek napos és felhős időben is működnek. Folyamatosan termelnek áramot, amikor a napfény megváltozik. A CIGS cellák nagy rövidzárlati áramsűrűséggel rendelkeznek. Ez segít nekik különböző fényviszonyok mellett dolgozni. Kitöltési tényezőjük és a nyitott áramköri feszültségük gyenge fényviszonyok mellett is állandó marad. Így a CIGS panelek kevesebb energiát veszítenek felhős napokon, mint más vékonyrétegű panelek.
A CIGS panelek meleg időben is kevesebb energiát veszítenek. Amikor 10 K-vel melegebb lesz, a CIGS panelek körülbelül 1%-kal több energiát termelnek, mint a szilícium panelek. Meleg, napos helyeken, mint Kuvait, a CIGS panelek 1,8%-kal jobbak, mint a szilícium panelek. Emiatt a CIGS jó választás forró háztetőkre.
| Metrikus | CIGS vékonyrétegű napelemek | monokristályos szilícium panelek | polikristályos szilikon panelek |
|---|---|---|---|
| Legmagasabb rögzített hatékonyság | 23,4% | 26,7% | 24,4% |
| Hőmérséklet együttható | -0,36%/ºC | -0,446%/ºC | -0,387%/ºC |
| Wattonkénti költség | 0,60 USD/W | 0,16–0,46 USD/W | 0,24 USD/W |
A CIGS vékonyrétegű napelemek folyamatosan jól működnek változó időjárásban és hőségben is. Ez jó választássá teszi őket számos napenergia-projekthez.
A CIGS vékonyrétegű napelemek wattonként körülbelül 0,60 dollárba kerülnek. Ez több, mint a legtöbb szilíciumpanel, amelyek wattonként 0,16-0,46 dollárba kerülnek. A szilícium panelek a legelterjedtebbek a napelemek piacán. A CIGS panelek a világpiacnak csak körülbelül 2%-át birtokolják. Annak ellenére, hogy a CIGS nem olyan népszerű, folyamatosan javul.
A CIGS napelemek piaca növekszik. Ázsia-csendes-óceáni térség a legnagyobb piac. Észak-Amerika és Európa is gyorsan növekszik. Többen szeretnének könnyű és hajlékony napelemeket. Emiatt a CIGS panelek népszerűbbé válhatnak.
A CIGS panelek gyártásának új módjai több mint 20%-kal hatékonyabbá tették őket.
A CIGS panelek világpiaca 2024-ben körülbelül 3,89 milliárd dollárt ér.
Ázsia-csendes-óceáni térségben van a legnagyobb részarány az alacsonyabb költségek és a több napenergia-felhasználás miatt.
A CIGS panelek könnyűek és hajlékonyak. A készítők a CIGS vékonyrétegű napelemeket műanyagra, üvegre vagy fémre helyezhetik. Ez lehetővé teszi a panelek hajlítását és az ívelt tárgyakra való illeszkedést. A rugalmas CIGS-panelek körbetekerhetik az autókat, a tetőket vagy a kisebb eszközöket.
| Technológia | Tartóssági jellemzők | Rugalmassági jellemzők |
|---|---|---|
| CIGS | Speciális fóliák szükségesek, hogy távol tartsák a vizet; ha nem védi, megsérülhet a nedvesség hatására. | Rugalmas műanyagra készíthető; Olyan hajlékonyak lehetnek, mint az amorf szilícium, attól függően, hogy hogyan készülnek. |
| Amorf szilícium | Nagyon kemény; ha megsérül, csak a törött rész nem működik. | Szuper rugalmas; feltekerhet vagy meghajolhat az apró dolgok körül. |
| Kristályos szilícium | Könnyebben törik; az új dizájn segít, de még mindig megrepedhet. | Kicsit meg tud hajolni a nagy ívek körül, de nem annyira, mint a CIGS vagy az amorf szilícium. |
A CIGS panelek nem repednek olyan könnyen, mint a kristályos szilícium panelek. Ez azt jelenti, hogy nem veszítenek annyi erőt a kis ütések vagy hajlítások miatt. Az amorf szilícium panelek hajlanak a legjobban, de a CIGS panelek jó keveréke a hajlékony és erős.
Tipp: A rugalmas CIGS vékonyrétegű napelemek kiválóan alkalmasak olyan helyekre, ahol a merev panelek nem férnek el.
A CIGS vékonyrétegű napelemek számos valós helyen biztosítanak állandó teljesítményt. Erős és gyenge napfényben is jól működnek. Erősségük meleg időben is erős marad a jobb hőmérsékleti együttható miatt. A CIGS panelek kevesebb energiát veszítenek, ahogy felmelegszik. Ez teszi őket intelligenssé háztetőkre és forró helyekre.
CIGS panelek gyártják 1%-kal több energia, mint a szilícium panelek minden 10 K hőmérséklet-emelkedés után.
Erős napsütésben és melegben a CIGS panelek akár 1,8%-kal több energiát termelhetnek, mint a szilícium panelek.
A CIGS panelek kitöltési tényezőjét és feszültségét egyenletesen tartják, még akkor is, ha felhők haladnak el, vagy fény esik.
Gyenge megvilágítás mellett a CIGS panelek több feszültséget veszíthetnek, mint a szilícium, de az új anyagok segítenek megoldani ezt.
Az új ötletek, mint például a bandgap hangolás és a nátrium hozzáadása, jobbá és stabilabbá teszik a CIGS paneleket. A sávszélesség 1,00 és 1,11 eV közötti módosításával a CIGS panelek több napfényt kapnak. Nátrium hozzáadása a hátsó érintkezőhöz jobbá és erősebbé teszi az abszorber réteget. Ezek a változtatások segítenek a CIGS paneleknek megőrizni a nagy teljesítményt és hosszabb élettartamot.
| Innovációs szempont | Kvantitatív bizonyítékok / Eredmények |
|---|---|
| Bandgap tuning | A sávszélesség 1,00 és 1,11 eV között állítható a panel gyártási módjának megváltoztatásával. |
| Nátrium beépülés | A hátsó érintkezőben lévő nátrium jobbá teszi az abszorbert és stabilabbá teszi a készüléket. |
| Felületi morfológia | A sima felületek a panel elkészítése után azt mutatják, hogy az abszorbens réteg kiváló minőségű. |
| Pufferréteg összehasonlítása | A CdS pufferpanelek több energiát termelnek, de az In2S3 pufferek biztonságosabbak és szinte nem okoznak pazarlást. |
| Fotovoltaikus teljesítmény | A CdS-alapú panelek jobban működnek, mint az In2S3-alapúak, de mindkettő jobban teljesít, mint a többi CIGS-panel a tanulmányokban. |
| A folyamat méretezhetősége | A rugalmas üveglapok készítése könnyen méretezhető és pénzt takarít meg, így a bandgap tuning valós termékekben is használható. |
A CIGS vékonyrétegű napelemek könnyűek, hajlékonyak és jó teljesítményt nyújtanak. Sok helyen működnek, például háztetőkön és hordozható eszközökön. Folyamatos erejük és új anyagi ötleteik a jövőben erős választássá teszik őket a napenergia területén.
A rugalmas napelemek megváltoztatták az épületek napenergia felhasználását. Ezek a panelek az épületbe integrált fotovoltaik részét képezik, mint például a napelemes zsindelyek és homlokzatok. Az építők rugalmas PV-modulokat helyezhetnek el ívelt tetőkre vagy falakra. Ez kiválóan alkalmassá teszi őket új épületek tervezésére. A panelek könnyűek, így könnyen felszerelhetők. Nincs szükségük nehéz keretekre. Sok városi épület rugalmas napelemeket használ az áramellátás és a modern megjelenés érdekében. Ezek a panelek segítenek csökkenteni az energiaszámlákat és kevesebb elektromos áramot fogyasztanak a hálózatban.
A rugalmas napelemek jól működnek a nem sík felületeken. Az emberek lakóautókon, csónakokon és sátrakon használják őket. A panelek akár 30 fokkal meghajlhatnak, így ívelt tetőkre is illeszkednek. A rugalmas PV modulok könnyűek, így könnyen szállíthatók és felállíthatók. Sok táborozó és túrázó használja ezeket a paneleket a szabadban. Egyes modellek mindössze 4-10 fontot nyomnak, sokkal kevesebbet, mint a hagyományos panelek. A felhasználók felragaszthatják őket ragasztóval, tépőzárral vagy mágnesekkel. Ez gyorssá és egyszerűvé teszi a beállítást. A panelek bevonattal vannak ellátva, amely megvédi őket az időjárástól, így tovább tartanak kint. Ezeknek a tulajdonságoknak köszönhetően a rugalmas napelemek a legjobb választás a hordozható felszerelésekhez és a hálózaton kívüli utazásokhoz.
A rugalmas PV modulokat közüzemi és speciális projektekben is használják. Egyes napelemes farmok ezeket a paneleket a göröngyös talajon történő gyors beállításhoz használják. Az elektromos járművek és hajók rugalmas napelemeket használnak az akkumulátorok töltésére mozgás közben. A hordható eszközök és a hordozható elektronika is ezeket a paneleket használja. Könnyű és hajlékony formájuk lehetővé teszi az emberek számára, hogy klassz dolgokat készítsenek, például napelemes hátizsákokat vagy ívelt töltőket. A CIGS paneleket napenergiával működő járművekben és épületfalakban használják. A flexibilis napelemek energiát biztosítanak ott, ahol a merev panelek nem férnek el. Rugalmasságuk sok új felhasználást segít a napenergia-technológiában.
Megjegyzés: A valós tesztek azt mutatják, hogy a rugalmas napelemek minden időjárási körülmények között jól működnek. Kevesebb energiát veszítenek magas páratartalom mellett, és jól bírják a port és az esőt. Emiatt számos felhasználásra jó választás.
| Alkalmazástípus | Kulcs-előny | Példa Használati eset |
|---|---|---|
| Épületbe integrált | Zökkenőmentes kialakítás, könnyű | Napelemes zsindelyek, homlokzatok |
| Hordozható/hajlított felületek | Könnyű telepítés, rugalmas | lakóautók, csónakok, sátrak |
| Utility/Specialized | Alkalmazkodó, kreatív felhasználás | Járművek, hordható eszközök |
A tudósok a CIGS napelemek jobbá tételén dolgoznak. Az új anyagok és kialakítások elősegítik a panelek hatékonyabb működését. Például az ezüstötvözet és a speciális gallium osztályozás használata elérte 23,6%-os hatásfok . Egyes laboratóriumok akár 23,75%-os hatékonyságot is mértek. Ezek az új kezelések elősegítik az abszorberréteg jobb működését és kevesebb energiaveszteséget. Ez azt jelenti, hogy a CIGS technológia folyamatosan javulhat.
A mérnökök azt szeretnék, ha a panelek hosszabb ideig tartanának és könnyebben elkészíthetők legyenek. Speciális eszközöket használnak az egyes rétegek ellenőrzésére és az ellenállási veszteségek csökkentésére. A monolit soros összeköttetések segítségével a panelek nagyobb feszültséget állítanak elő, és kevesebb hőt veszítenek. Ezek a változtatások elősegítik a napelemek jobb működését a való életben.
A robotok és az intelligens technológia megváltoztatja a CIGS panelek gyártási módját. Sok gyár robotokat és mesterséges intelligenciát használ, hogy gyorsabban és kevesebb hibával készítsen paneleket. Az intelligens napelemes rendszerek érzékelőket és az Internet of Things (IoT) segítségével valós időben figyelik a paneleket. Ezek a rendszerek segítenek a problémák korai felismerésében és a napenergia megfelelő működésében.
A vékonyrétegű és rugalmas CIGS panelek könnyűek és sok helyen elférnek.
Az AI és az IoT lehetővé teszi az intelligens napelemes rendszerek valós idejű adatok használatát.
Az intelligens panelek valószínűleg 2025-re működni fognak az otthoni automatizálással.
A CIGS napelemek jövője jónak tűnik. A jobb hatékonyság, az alacsonyabb költségek és az új felhasználások elősegítik a piac növekedését. Az épületbe integrált fotovoltaik, mint például a zsindelyek és a homlokzatok, a CIGS-eket használják a napenergia új módon történő gyűjtésére. Egyre többen akarnak tiszta energiát, és a kormányok hasznos szabályokkal támogatják a napenergia-projekteket.
A piac növekszik, ahogy a CIGS technológia javul.
A rugalmas CIGS panelek új felhasználási lehetőségeket kínálnak az épületekben és a hordozható eszközökben.
Az automatizálás és a mesterséges intelligencia olcsóbbá és megbízhatóbbá teszi a napenergiát.
Az intelligens hálózatokhoz és a tároláshoz való csatlakozás a CIGS paneleket értékesebbé teszi.
Ezek a trendek azt mutatják, hogy a CIGS napelemek fontosabbak lesznek a jövőben. A technológia fejlődésével a CIGS panelek hatékonyabbak, rugalmasabbak és megfizethetőbbek lesznek.
A CIGS napelemek vékonyak és hajlíthatók. A szilícium panelek merevebbek és nehezebbek. A CIGS panelek jól működnek ívelt dolgokon vagy kis eszközökön. Hatékonyak és alkalmasak speciális felhasználásra. A szilícium panelek wattonként kevesebbe kerülnek. Ezek a leggyakrabban használt típusok a világon. A CIGS piac gyorsan növekszik. 2033-ra 7,93 milliárd dollárt érhet.
| Aspect | CIGS Market Outlook |
|---|---|
| 2024-es piaci érték | 3,21 milliárd dollár |
| 2033-as vetítés | 7,93 milliárd dollár |
| A növekedés fő mozgatórugói | Hatékonyság, rugalmasság, új alkalmazások |
Az embereknek az igényeiknek megfelelő panelt kell kiválasztaniuk. A tudósok továbbra is azon dolgoznak, hogy a CIGS paneleket jobbá tegyék a jövőben.
A CIGS panelek vékony rézből, indiumból, galliumból és szelénből készült réteggel rendelkeznek. A szilícium panelek vastag szilíciumdarabokat használnak. A CIGS panelek sokkal könnyebbek, mint a szilícium panelek. Sokféle alakra hajlíthatók és illeszkednek. A szilícium panelek nehezebbek és nem hajlanak meg.
Igen, a CIGS panelek hajlíthatók, hogy ívelt tetőkre vagy járművekre illeszkedjenek. Hordozható eszközökön is működnek. Emiatt nagyszerűek olyan speciális projektekhez, amelyek rugalmas paneleket igényelnek.
A legtöbb CIGS napelem 20-25 évig működik. Ha jól vigyázol rájuk, még tovább tartanak. Sok cég vállal garanciát, hogy biztonságban érezze magát.
A CIGS panelek kevesebb anyagot használnak fel, mint a szilícium panelek. Ezek elkészítéséhez kevesebb energiára van szükségük. Sok vállalat újrahasznosítja a régi paneleket, hogy csökkentse a hulladék mennyiségét. Ez segít megóvni a környezetet.
Igen! A CIGS panelek folyamatosan termelnek áramot, amikor meleg van. Kevesebb energiát veszítenek, ahogy melegszik. Ezáltal okos választás a napos helyekre.
Tipp: A legjobb eredmény érdekében mindig olvassa el a panel garanciális és gondozási útmutatóját.
