Od kojih su različitih materijala solarni paneli

Kada je riječ o solarnim panelima, svi su s njima upoznati. Ali ako želite razlikovati materijale solarnih panela, oni koji nisu upoznati s fotonaponskom industrijom možda neće nužno biti svjesni, jer još uvijek postoje značajne razlike između različitih materijala. Ovo je znanstvena popularizacija koja će svima pomoći da brže razumiju materijale i razlike solarnih panela.

Prije rasprave o razlikama, dopustite mi da prvo objasnim morfologiju silicija kao sirovine. Silicij ima dvije vrste alotropa: kristalni i amorfni. Kristalni silicij dalje se dijeli na monokristalni silicij i polikristalni silicij. Razlika između monokristalnog silicija i polikristalnog silicija uglavnom ovisi o formiranoj strukturi. Kada se rastaljeni elementarni silicij skrutne, atomi silicija se raspoređuju u obliku dijamantne rešetke, tvoreći mnoge kristalne jezgre. Ako te kristalne jezgre prerastu u zrnca s istom orijentacijom kristalne ravnine (tj. svako zrno ima jedinstvenu kristalnu ravninu, a ta su zrnca paralelna i kombinirana), nastaje monokristalni silicij. Ako te kristalne jezgre prerastu u zrnca s različitim orijentacijama kristala, nastaje polikristalni silicij koji sadrži puno nečistoća i strukturnih nedostataka.

Stoga su, u biti, monokristalni silicij i polikristalni silicij u osnovi isti materijal, oba imaju dijamantnu rešetku, tvrde i lomljive kristale, metalni sjaj i mogu provoditi elektricitet, ali im je vodljivost niža od vodljivosti metala i raste s temperaturom. Imaju svojstva poluvodiča i poluvodički su materijali. Međutim, zbog razlika u kristalnoj strukturi i sadržaju nečistoća, kristalna tekstura je drugačija. Kao rezultat toga razlikuju se i indeks loma svjetlosti i provođenje struje. Pogledajmo specifične značajke u nastavku.

Solarne ćelije od monokristalnog silicija proizvode se od pločica monokristalnog silicija. U monokristalnim silicijskim materijalima, atomi silicija raspoređeni su na uredan periodičan način u prostoru, pokazujući uređenost velikog dometa. Ovaj poredak je koristan za poboljšanje učinkovitosti pretvorbe solarnih ćelija. Trenutačno je učinkovitost pretvorbe solarnih ćelija od monokristalnog silicija 14% -17%, što može doseći i do 24%. Proces proizvodnje je zreo, a proizvodi su uglavnom zaobljeni pravokutni, crne boje, bez šara na površini. Naširoko se koriste u zrakoplovnim i visokotehnološkim proizvodima. Međutim, proces proizvodnje solarnih ćelija od monokristalnog silicija je složen, dugotrajan, zahtijeva visoku potrošnju energije i visoke troškove.

Solarne ćelije od polikristalnog silicija izrađene su od materijala polikristalnog silicija, koji su agregati mnogih monokristalnih čestica. Veličina i orijentacija kristala svake pojedinačne kristalne čestice razlikuju se jedna od druge. Stoga postoje nedostaci i nečistoće u kristalnoj strukturi, što rezultira učinkovitošću pretvorbe sunčeve energije od oko 13% do 15%, koja može doseći i do 20%. Proizvodi su uglavnom pravokutni pravokutnici, plave boje, a nakon detaljnijeg pregleda na površini imaju uzorke poput ledenog cvijeta. Solarne ćelije od polikristalnog silicija imaju manje proizvodnih procesa, kraće vrijeme proizvodnje i relativno niže troškove proizvodnje u usporedbi s proizvodima od monokristalnog silicija, pa također imaju važnu poziciju na tržištu.

Solarne ćelije od amorfnog silicija, solarne ćelije od kristalnog silicija, to je to. Imate li solarne ćelije za koje nije potreban kristalni silicij? Ova vrsta solarne ćelije naziva se solarna ćelija amorfnog silicija. Solarne ćelije od amorfnog silicija proizvode se pomoću vrlo tankog filma amorfnog silicija (debljine oko 1 mm), koji troši vrlo malo silicijevog materijala. Tanki slojevi poluvodiča silicija mogu se izravno nanositi na velike staklene ploče. Proces i oprema za pripremu amorfnog silicija su jednostavni, s kratkim vremenom proizvodnje i malom potrošnjom energije, što ga čini pogodnim za masovnu proizvodnju. Međutim, nasuprot tome, učinkovitost pretvorbe solarnih ćelija od amorfnog silicija je samo 5% -8%, dosežući čak 13%, uz blago lošu stabilnost i očite nedostatke.