З яких матеріалів виготовляються сонячні панелі

Що стосується сонячних панелей, то з ними знайомі всі. Але якщо ви хочете відрізнити матеріали сонячних панелей, ті, хто не знайомі з фотоелектричною промисловістю, не обов’язково можуть не знати, оскільки все ще існують значні відмінності між різними матеріалами. Ось популяризація науки, яка допоможе кожному швидше зрозуміти матеріали та відмінності сонячних панелей.

Перш ніж обговорювати відмінності, дозвольте мені спочатку пояснити морфологію кремнію як сировини. Кремній має два типи алотропів: кристалічний і аморфний. Кристалічний кремній далі поділяється на монокристалічний кремній і полікристалічний кремній. Різниця між монокристалічним кремнієм і полікристалічним кремнієм в основному залежить від утвореної структури. Коли розплавлений елементарний кремній твердне, атоми кремнію розташовуються у формі алмазної решітки, утворюючи багато кристалічних ядер. Якщо ці кристалічні ядра ростуть у зерна з однаковою орієнтацією кристалічної площини (тобто кожне зерно має рівномірну кристалічну площину, і ці зерна є паралельними та об’єднаними), утворюється монокристалічний кремній. Якщо ці кристалічні зародки зростаються в зерна з різною орієнтацією кристалів, утворюється полікристалічний кремній, що містить багато домішок і структурних дефектів.

Тому, по суті, монокристалічний кремній і полікристалічний кремній в основному є одним і тим же матеріалом, обидва з яких мають алмазну решітку, тверді та крихкі кристали, металевий блиск і можуть проводити електрику, але їх провідність нижча, ніж у металів, і зростає з температурою. Вони мають напівпровідникові властивості і є напівпровідниковими матеріалами. Однак через відмінності в кристалічній структурі та вмісті домішок кристалічна текстура відрізняється. Через це також відрізняються показник заломлення світла та провідність струму. Давайте розглянемо конкретні функції нижче.

Монокристалічні кремнієві сонячні батареї виготовляються з монокристалічних кремнієвих пластин. У монокристалічних кремнієвих матеріалах атоми кремнію розташовані впорядкованим періодичним чином у просторі, демонструючи дальнє впорядкування. Така впорядкованість є корисною для підвищення ефективності перетворення сонячних елементів. В даний час ефективність перетворення сонячних елементів з монокристалічного кремнію становить 14% -17%, що може досягати 24%. Виробничий процес є зрілим, і продукція переважно округлої прямокутної форми, чорного кольору, без візерунків на поверхні. Вони широко використовуються в аерокосмічній та високотехнологічній продукції. Однак процес виробництва монокристалічних кремнієвих сонячних елементів є складним, трудомістким, вимагає великих витрат енергії та спричиняє високі витрати.

Полікристалічні кремнієві сонячні батареї виготовлені з полікристалічних кремнієвих матеріалів, які є агрегатами багатьох монокристалічних частинок. Розмір і кристалічна орієнтація кожної монокристалічної частинки відрізняються один від одного. Тому в кристалічній структурі є дефекти та домішки, що призводить до ефективності перетворення сонячної енергії приблизно від 13% до 15%, яка може досягати 20%. Продукти здебільшого являють собою прямокутні прямокутники, блакитного кольору та мають візерунки, схожі на крижані квіти, на поверхні при найближчому розгляді. Полікристалічні кремнієві сонячні батареї мають менше виробничих процесів, коротший час виробництва та відносно нижчі витрати на виробництво порівняно з монокристалічними кремнієвими продуктами, тому вони також займають важливе місце на ринку.

Аморфні кремнієві сонячні елементи, кристалічні кремнієві сонячні елементи, ось і все. У вас є сонячні елементи, для яких не потрібен кристалічний кремній? Цей тип сонячної батареї називається сонячною батареєю з аморфного кремнію. Сонячні елементи з аморфного кремнію виготовляються з використанням дуже тонкої плівки аморфного кремнію (товщиною близько 1 мм), яка споживає дуже мало кремнію. Тонкі кремнієві напівпровідникові плівки можна безпосередньо наносити на великі скляні пластини. Процес і обладнання для отримання аморфного кремнію прості, з коротким часом виготовлення та низьким споживанням енергії, що робить його придатним для масового виробництва. Однак, навпаки, ефективність перетворення сонячних елементів з аморфного кремнію становить лише 5% -8%, досягаючи 13%, з дещо низькою стабільністю та очевидними недоліками.