Kateri so različni materiali sončnih panelov

Ko gre za sončne kolektorje, jih poznajo vsi. Toda če želite razlikovati med materiali sončnih kolektorjev, ni nujno, da tisti, ki ne poznajo fotovoltaične industrije, ne bodo vedeli, saj še vedno obstajajo velike razlike med različnimi materiali. Tukaj je znanstvena popularizacija, ki vsem pomaga hitreje razumeti materiale in razlike sončnih kolektorjev.

Preden razpravljam o razlikah, naj najprej razložim morfologijo silicija kot surovine. Silicij ima dve vrsti alotropov: kristalni in amorfni. Kristalni silicij se nadalje deli na monokristalni silicij in polikristalni silicij. Razlika med monokristalnim silicijem in polikristalnim silicijem je v glavnem odvisna od nastale strukture. Ko se staljeni elementarni silicij strdi, se atomi silicija razporedijo v obliki diamantne mreže, ki tvori veliko kristalnih jeder. Če ta kristalna jedra zrastejo v zrna z enako orientacijo kristalne ravnine (tj. vsako zrno ima enotno kristalno ravnino in so ta zrna vzporedna in združena), nastane monokristalni silicij. Če ta kristalna jedra zrastejo v zrna z različnimi kristalnimi orientacijami, nastane polikristalni silicij, ki vsebuje veliko nečistoč in strukturnih napak.

Zato sta v bistvu monokristalni silicij in polikristalni silicij v bistvu isti material, oba imata diamantno mrežo, trde in krhke kristale, kovinski sijaj in lahko prevajata elektriko, vendar je njuna prevodnost nižja kot pri kovinah in narašča s temperaturo. Imajo polprevodniške lastnosti in so polprevodniški materiali. Vendar pa je zaradi razlik v kristalni strukturi in vsebnosti nečistoč kristalna tekstura drugačna. Zaradi tega se razlikujeta tudi lomni količnik svetlobe in prevodnost toka. Spodaj si oglejmo posebne funkcije.

Monokristalne silicijeve sončne celice so izdelane iz monokristalnih silicijevih rezin. V monokristalnih silicijevih materialih so atomi silicija razporejeni na urejen periodični način v prostoru, kar kaže na urejenost na velike razdalje. Ta urejenost je koristna za izboljšanje učinkovitosti pretvorbe sončnih celic. Trenutno je učinkovitost pretvorbe monokristalnih silicijevih sončnih celic 14 % -17 %, kar lahko doseže do 24 %. Proizvodni proces je zrel, izdelki so večinoma zaobljeni pravokotni, črne barve, brez vzorcev na površini. Široko se uporabljajo v vesoljskih in visokotehnoloških izdelkih. Vendar pa je proizvodni proces monokristalnih silicijevih sončnih celic zapleten, dolgotrajen, zahteva visoko porabo energije in povzroča visoke stroške.

Polikristalne silicijeve sončne celice so izdelane iz polikristalnih silicijevih materialov, ki so agregati številnih monokristalnih delcev. Velikost in kristalna orientacija vsakega posameznega kristalnega delca se razlikujeta drug od drugega. Zato so v kristalni strukturi napake in nečistoče, zaradi česar je učinkovitost pretvorbe sončne energije približno 13 % do 15 %, ki lahko doseže do 20 %. Izdelki so večinoma pravokotne pravokotne oblike, modre barve, ob podrobnejšem pregledu pa imajo na površini vzorce v obliki ledenih rož. Polikristalne silicijeve sončne celice imajo manj proizvodnih procesov, krajše proizvodne čase in relativno nižje proizvodne stroške v primerjavi z monokristalnimi silicijevimi izdelki, zato imajo tudi pomemben položaj na trgu.

Amorfne silicijeve sončne celice, kristalne silicijeve sončne celice, to je to. Ali imate sončne celice, ki ne potrebujejo kristalnega silicija? To vrsto sončne celice imenujemo amorfna silicijeva sončna celica. Sončne celice iz amorfnega silicija so izdelane z zelo tankim filmom iz amorfnega silicija (debeline približno 1 mm), ki porabi zelo malo silicijevega materiala. Silicijeve polprevodniške tanke plasti je mogoče neposredno nanesti na velike steklene plošče. Postopek in oprema za pripravo amorfnega silicija sta enostavna, s kratkim časom izdelave in nizko porabo energije, zaradi česar je primeren za množično proizvodnjo. Vendar pa je v nasprotju s tem učinkovitost pretvorbe sončnih celic iz amorfnega silicija le 5 % -8 %, doseže celo 13 %, z nekoliko slabo stabilnostjo in očitnimi pomanjkljivostmi.