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荷蘭的研究人員研究了以二極管，晶體管，電容器和電感器的形式將電力電子元件集成到太陽能電池中的潛力。他們認為，這種光伏電池最初可能會在光伏驅動的物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設備中找到應用，然后隨著規(guī)模經(jīng)濟的啟動，在大規(guī)模應用中。


代爾夫特理工大學（TU Delft）的研究人員研究了電力電子器件如何嵌入太陽能電池，并提出了集成二極管，晶體管，電容器和電感器的光伏器件的幾種設計方案。

“我們的工作是一篇綜述論文，其中我們探索了將電力電子器件集成到晶體硅太陽能電池上的可能性，”該研究的通訊作者David Van Nijen告訴PV雜志。“我們設想這些創(chuàng)新首先應用于住宅市場或特定應用，例如在光伏驅動的物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設備中，然后隨著規(guī)模經(jīng)濟的啟動，在公用事業(yè)規(guī)模市場中得到吸收。

在最近發(fā)表在《電池報告物理科學》上的論文《探索將電力電子器件集成到c-Si太陽能電池中的好處，挑戰(zhàn)和可行性》中，荷蘭研究小組指出，他們的主要目標是探索一種不同的方法來促進子模塊電力電子學，提高粒度，并實現(xiàn)新的功率調節(jié)方法。“我們回顧了迄今為止對該主題進行的研究工作，并概述了不同未開發(fā)可能性的可行性，”它說。

通過他們的審查，科學家們發(fā)現(xiàn)二極管是可以集成到PV電池中的最合適的器件，一些設計已經(jīng)在研究水平上得到了證明。他們說，所謂的Alq3 / p-Si肖特基二極管，也稱為熱載流二極管或低壓二極管，是嵌入太陽能電池的最佳二極管。這種二極管由半導體與金屬的結組成，以提供快速開關動作和低正向壓降而聞名。

至于晶體管，學者們表示，它們在光伏器件中的集成可能更為復雜。“由于晶體管制造工藝需要光刻步驟，因此為了具有成本效益的集成，有必要將盡可能多的加工步驟與PV制造相結合，”他們強調，并強調了將標準垂直功率晶體管設計的生產步驟與光伏行業(yè)的生產步驟相結合的限制。

他們的綜述還考慮了無源元件集成，為此發(fā)現(xiàn)了幾種“有前途”的方法，以及薄膜電容器集成，科學家們說，由于高電容不足，這具有挑戰(zhàn)性。

“由于電池集成電力電子的發(fā)展相對未被探索，因此還不可能量化資本支出，”Van Nijen在被問及該技術的成本時表示。“例如，我們手稿中描述的各種概念不一定需要同時應用于同一單元。成本完全取決于所使用的確切組件和拓撲結構。 

原標題：集成電力電子元件的太陽能電池