Is cineál eilimint fhótaileictreach iad cealla gréine ar féidir leo fuinneamh a thiontú. Déantar a struchtúr bunúsach trí leathsheoltóirí P-cineál agus N-cineál a chomhcheangal. Is é an t-ábhar is bunúsaí de leathsheoltóirí ná "sileacain", atá neamhsheoltach. Mar sin féin, má chuirtear neamhíonachtaí éagsúla le leathsheoltóirí, is féidir leathsheoltóirí cineál P agus N-cineál a dhéanamh. Ansin, is é an difríocht féideartha idir an leathsheoltóir P-cineál le poll (níl an leathsheoltóir P-cineál leictreon luchtaithe go diúltach, is féidir a mheas mar mhuirear dearfach breise) agus úsáidtear an leathsheoltóir N-cineál le leictreon breise saor in aisce chun sruth a ghiniúint. Dá bhrí sin, nuair a shineann solas na gréine, spreagann an fuinneamh solais na leictreoin sna hadaimh sileacain, agus táirgeann sé comhiompar leictreon agus poill. Bíonn tionchar ag an bpoitéinseal ionsuite ar na leictreoin agus na poill seo agus tarraingítear iad ag leathsheoltóirí N-cineál agus P-cineál faoi seach, agus bailíonn siad ag an dá cheann iad. Ag an am seo, má tá an taobh amuigh ceangailte le leictreoidí chun ciorcad a fhoirmiú, is é seo prionsabal na giniúna cumhachta cealla gréine.
Is féidir cealla gréine a roinnt ina dhá chatagóir de réir a staid chriostail: cineál scannán tanaí criostalach agus cineál scannán tanaí neamhchriostalach (dá ngairfear a- anseo feasta), agus roinntear an chéad cheann i gcineál criostail aonair agus cineál polycrystalline.
De réir an ábhair, is féidir iad a roinnt i gcineál scannáin tanaí sileacain, cineál scannán tanaí leathsheoltóra cumaisc agus cineál scannán orgánach, agus roinntear cineál scannáin tanaí leathsheoltóra cumaisc i gcineál neamhchriostalach (a-Si:H, a-Si: H:F, a-SixGel-x:H, etc.), grúpa IIIV (GaAs, InP, etc.), grúpa IIVI (sraith dlúthdhioscaí) agus fosfíd since (Zn3p2), etc.
De réir na n-ábhar éagsúla a úsáidtear, is féidir cealla gréine a roinnt freisin i: cealla gréine sileacain, cealla gréine scannáin tanaí il-chomhdhúile, cealla gréine leictreoid modhnaithe ilchiseal polaiméire, cealla gréine nanocrystalline, cealla gréine orgánacha, cealla gréine plaisteacha, ina measc sileacain gréine. is iad na cealla na cinn is aibí agus is mó a bhíonn i bhfeidhm.
1. Cealla gréine sileacain
Tá cealla gréine sileacain roinnte ina thrí chineál: cealla gréine sileacain criostail aonair, cealla gréine scannán tanaí sileacain polycrystalline agus cealla gréine scannán tanaí sileacain éagruthach.
(1) Tá an éifeachtacht chomhshó is airde agus an teicneolaíocht is aibí ag cealla gréine sileacain criostail aonair. Is é 24.7% an éifeachtacht chomhshó is airde sa tsaotharlann, agus is é 15% an éifeachtacht i dtáirgeadh ar scála mór (mar 2011, tá sé 18%). Tá sé fós i riocht ceannasach in iarratais ar scála mór agus i dtáirgeadh tionsclaíoch, ach mar gheall ar ardchostas sileacain aon-criostalach, tá sé deacair a chostas a laghdú go suntasach. D'fhonn ábhair sileacain a shábháil, forbraíodh scannán tanaí sileacain polycrystalline agus scannán tanaí sileacain éagruthach mar roghanna eile ar chealla gréine sileacain aonchriostalach.
(2) I gcomparáid le sileacain aonchriostalach, tá cealla gréine scannán tanaí sileacain polycrystalline níos saoire agus níos éifeachtaí ná cealla scannáin tanaí sileacain éagruthach. Is é an éifeachtacht chomhshó saotharlainne is airde ná 18%, agus is é 10% an éifeachtúlacht chomhshó ar scála tionsclaíoch a tháirgeadh (mar 2011, tá sé 17%). Dá bhrí sin, beidh cealla scannán tanaí sileacain polycrystalline go luath áitiú ceannasach sa mhargadh cealla gréine.
(3) Tá cealla gréine scannán tanaí sileacain éagruthach íseal i gcostas agus éadrom i meáchan, le héifeachtacht chomhshó ard, éasca le mais tháirgeadh, agus tá cumas mór acu. Mar sin féin, mar gheall ar an éifeacht lobhadh éifeacht fhótaileictreach de bharr a ábhar, níl a chobhsaíocht ard, rud a chuireann isteach go díreach ar a chur i bhfeidhm praiticiúil. Más féidir an fhadhb cobhsaíochta a réiteach tuilleadh agus fadhb an ráta comhshó a fheabhsú, ansin beidh cealla gréine sileacain éagruthacha gan amhras ar cheann de na príomhtháirgí forbartha cealla gréine.
2. Cealla gréine scannáin tanaí criostalach
Cealla scannáin tanaí polycrystalline Tá sulfíde caidmiam agus cealla scannán tanaí polycrystalline caidmiam níos éifeachtaí ná cealla gréine scannán tanaí sileacain éagruthach, níos saoire ná cealla sileacain aonchriostalach, agus éasca le táirgeadh mais. Mar sin féin, tá caidmiam an-tocsaineach agus beidh sé ina chúis le truailliú comhshaoil tromchúiseach. Dá bhrí sin, ní hé an rogha eile is idéalach é le cealla gréine sileacain criostalach.
Is féidir le héifeachtúlacht chomhshó na gcealla cumaisc III-V galium arsenide (GaAs) 28% a bhaint amach. Tá bearna banna optúil an-idéalach ag ábhair chumaisc GaAs agus éifeachtacht ard ionsú, friotaíocht láidir radaíochta, agus tá siad neamhíogair don teas. Tá siad oiriúnach chun cealla aon-acomhal ard-éifeachtúlachta a mhonarú. Mar sin féin, tá praghas na n-ábhar GaAs ard, rud a chuireann srian mór ar an tóir a bhí ag cealla GaAs.
Tá cealla scannán tanaí seiléiníde copar indium (CIS le haghaidh gearr) oiriúnach le haghaidh comhshó fhótaileictreach, níl fadhb an díghrádaithe spreagtha solais acu, agus tá an éifeachtúlacht chomhshó céanna acu le sileacain pholacriostalach. Leis na buntáistí a bhaineann le praghas íseal, dea-fheidhmíocht agus próiseas simplí, beidh sé ina threoir thábhachtach d'fhorbairt cealla gréine sa todhchaí. Is é an t-aon fhadhb ná foinse an ábhair. Ós rud é go bhfuil indium agus seiléiniam ina n-eilimintí sách annamh, tá forbairt an chineál seo ceallraí teoranta dosheachanta.
3. Cealla gréine polaiméire orgánacha
Is treo taighde nuafhorbartha do mhonarú cealla gréine é athsholáthar ábhair neamhorgánacha le polaiméirí orgánacha. Mar gheall ar na buntáistí a bhaineann le solúbthacht maith, táirgeadh éasca, foinsí ábhar leathan agus costas íseal ábhair orgánacha, tá tábhacht mhór aige maidir le húsáid ar scála mór fuinneamh na gréine agus soláthar leictreachais saor. Mar sin féin, tá an taighde ar ullmhú cealla gréine le hábhair orgánacha díreach tosaithe. Tá staidéar le déanamh fós ar cé acu an féidir é a fhorbairt ina tháirge a bhfuil tábhacht phraiticiúil leis.
4. Cealla gréine nanocrystalline
Tá cealla gréine nanocrystalline nuafhorbartha. Is iad na buntáistí a bhaineann leo ná a gcostas íseal, próiseas simplí agus feidhmíocht chobhsaí. Tá a n-éifeachtúlacht fhótaileictreach cobhsaí ag níos mó ná 10%, agus níl an costas táirgthe ach 1/5 go 1/10 de sin de chealla gréine sileacain. Is féidir leis an saolré níos mó ná 20 bliain a bhaint amach. Tá taighde agus forbairt cadhnraí den sórt sin díreach tosaithe, agus beidh siad ag dul isteach sa mhargadh de réir a chéile go luath amach anseo.