Каковы различные материалы солнечных панелей

Когда дело доходит до солнечных батарей, с ними знаком каждый. Но если вы хотите различать материалы солнечных панелей, те, кто не знаком с фотоэлектрической промышленностью, не обязательно не знают, поскольку между различными материалами все еще существуют существенные различия. Это научная популяризация, которая поможет каждому быстрее понять материалы и различия солнечных панелей.

Прежде чем обсуждать различия, позвольте мне сначала объяснить морфологию кремния как сырья. Кремний имеет два типа аллотропов: кристаллический и аморфный. Кристаллический кремний подразделяется на монокристаллический кремний и поликристаллический кремний. Разница между монокристаллическим кремнием и поликристаллическим кремнием в основном зависит от образующейся структуры. Когда расплавленный элементарный кремний затвердевает, атомы кремния располагаются в виде алмазной решетки, образуя множество кристаллических зародышей. Если эти кристаллические зародыши вырастают в зерна с одинаковой ориентацией кристаллической плоскости (т.е. каждое зерно имеет однородную кристаллическую плоскость, и эти зерна параллельны и объединены), образуется монокристаллический кремний. Если эти кристаллические зародыши вырастают в зерна с различной ориентацией кристаллов, образуется поликристаллический кремний, содержащий множество примесей и структурных дефектов.

Поэтому, по сути, монокристаллический кремний и поликристаллический кремний — это, по сути, один и тот же материал, оба из которых имеют алмазную решетку, твердые и хрупкие кристаллы, металлический блеск и могут проводить электричество, но их проводимость ниже, чем у металлов, и увеличивается с температурой. Они обладают полупроводниковыми свойствами и являются полупроводниковыми материалами. Однако из-за различий в кристаллической структуре и содержании примесей кристаллическая текстура различна. В результате показатель преломления света и проводимость тока также различаются. Ниже рассмотрим конкретные особенности.

Монокристаллические кремниевые солнечные элементы изготавливаются из пластин монокристаллического кремния. В монокристаллических кремниевых материалах атомы кремния расположены в пространстве упорядоченным периодическим образом, демонстрируя дальнее упорядочение. Эта упорядоченность полезна для повышения эффективности преобразования солнечных элементов. В настоящее время эффективность преобразования монокристаллических кремниевых солнечных элементов составляет 14%-17%, что может достигать 24%. Производственный процесс отлажен, продукция в основном имеет округлую прямоугольную форму, черного цвета, без узоров на поверхности. Они широко используются в аэрокосмической и высокотехнологичной продукции. Однако процесс производства монокристаллических кремниевых солнечных элементов сложен, трудоемок, требует больших затрат энергии и высоких затрат.

Солнечные элементы из поликристаллического кремния изготавливаются из поликристаллических кремниевых материалов, которые представляют собой агрегаты многих монокристаллических частиц. Размер и кристаллическая ориентация каждой монокристаллической частицы отличаются друг от друга. Таким образом, в кристаллической структуре имеются дефекты и примеси, в результате чего эффективность преобразования солнечной энергии составляет от 13% до 15%, а может достигать 20%. Продукты в основном представляют собой прямоугольные прямоугольники синего цвета и при ближайшем рассмотрении имеют на поверхности узоры, напоминающие ледяные цветы. Солнечные элементы из поликристаллического кремния имеют меньше производственных процессов, более короткие сроки производства и относительно более низкие производственные затраты по сравнению с продуктами из монокристаллического кремния, поэтому они также занимают важную позицию на рынке.

Солнечные элементы из аморфного кремния, солнечные элементы из кристаллического кремния, вот и все. Есть ли у вас солнечные элементы, для которых не требуется кристаллический кремний? Этот тип солнечного элемента называется солнечным элементом из аморфного кремния. Солнечные элементы из аморфного кремния производятся с использованием очень тонкой пленки аморфного кремния (толщиной около 1 мм), на которую расходуется очень мало кремниевого материала. Тонкие пленки кремниевых полупроводников можно наносить непосредственно на большие стеклянные пластины. Процесс и оборудование для получения аморфного кремния просты, имеют короткое время изготовления и низкое энергопотребление, что делает его пригодным для массового производства. Однако, напротив, эффективность преобразования солнечных элементов из аморфного кремния составляет всего 5% -8%, достигая 13%, с немного плохой стабильностью и очевидными недостатками.