Kādi ir dažādi saules paneļu materiāli

Runājot par saules paneļiem, visi ar tiem ir pazīstami. Bet, ja vēlaties atšķirt saules paneļu materiālus, tie, kas nav pazīstami ar fotoelementu nozari, var nebūt nezināt, jo joprojām pastāv būtiskas atšķirības starp dažādiem materiāliem. Šeit ir zinātnes popularizēšana, lai palīdzētu ikvienam ātrāk izprast saules paneļu materiālus un atšķirības.

Pirms apspriest atšķirības, ļaujiet man vispirms izskaidrot silīcija kā izejmateriāla morfoloģiju. Silīcijam ir divu veidu alotropi: kristālisks un amorfs. Kristālisko silīciju tālāk iedala monokristāliskā silīcijā un polikristāliskā silīcijā. Atšķirība starp monokristālisko silīciju un polikristālisko silīciju galvenokārt ir atkarīga no izveidotās struktūras. Kad izkausēts elementārais silīcijs sacietē, silīcija atomi izkārtojas dimanta režģa formā, veidojot daudzus kristāla kodolus. Ja šie kristāla kodoli izaug graudos ar vienādu kristāla plaknes orientāciju (ti, katram graudam ir vienota kristāla plakne, un šie graudi ir paralēli un apvienoti), veidojas monokristālisks silīcijs. Ja šie kristāla kodoli izaug graudos ar dažādu kristālu orientāciju, veidojas polikristālisks silīcijs, kas satur daudz piemaisījumu un struktūras defektu.

Tāpēc būtībā monokristāliskais silīcijs un polikristāliskais silīcijs būtībā ir viens un tas pats materiāls, kuriem abiem ir dimanta režģis, cieti un trausli kristāli, metālisks spīdums un tie var vadīt elektrību, taču to vadītspēja ir zemāka nekā metāliem un palielinās līdz ar temperatūru. Tiem piemīt pusvadītāju īpašības un tie ir pusvadītāju materiāli. Tomēr kristāla struktūras un piemaisījumu satura atšķirību dēļ kristāla tekstūra ir atšķirīga. Rezultātā atšķiras arī gaismas un strāvas vadīšanas refrakcijas indekss. Apskatīsim tālāk norādītās īpašās funkcijas.

Monokristāliskā silīcija saules baterijas tiek ražotas no monokristāliskā silīcija plāksnēm. Monokristāliskajos silīcija materiālos silīcija atomi ir sakārtoti, periodiski izkārtoti telpā, uzrādot liela attāluma sakārtotību. Šī sakārtotība ir labvēlīga, lai uzlabotu saules bateriju konversijas efektivitāti. Pašlaik monokristāliskā silīcija saules bateriju konversijas efektivitāte ir 14% -17%, kas var sasniegt pat 24%. Ražošanas process ir nobriedis, un produkti lielākoties ir noapaļoti taisnstūrveida, melnā krāsā, bez rakstiem uz virsmas. Tos plaši izmanto kosmosa un augsto tehnoloģiju produktos. Tomēr monokristāliskā silīcija saules bateriju ražošanas process ir sarežģīts, laikietilpīgs, prasa lielu enerģijas patēriņu un rada lielas izmaksas.

Polikristāliskā silīcija saules baterijas ir izgatavotas no polikristāliskā silīcija materiāliem, kas ir daudzu monokristālu daļiņu agregāti. Katras atsevišķa kristāla daļiņas izmērs un kristāla orientācija atšķiras viena no otras. Tāpēc kristāla struktūrā ir defekti un piemaisījumi, kā rezultātā saules enerģijas pārveidošanas efektivitāte ir aptuveni 13% līdz 15%, kas var sasniegt pat 20%. Produkti pārsvarā ir taisnleņķa taisnstūri, zilā krāsā, un pēc rūpīgākas pārbaudes uz virsmas ir leduspuķei līdzīgi raksti. Polikristāliskā silīcija saules baterijām salīdzinājumā ar monokristāliskā silīcija izstrādājumiem ir mazāk ražošanas procesu, īsāki ražošanas laiki un salīdzinoši zemākas ražošanas izmaksas, tāpēc tām ir arī nozīmīga pozīcija tirgū.

Amorfā silīcija saules baterijas, kristāliskā silīcija saules baterijas, tas arī viss. Vai jums ir saules baterijas, kurām nav nepieciešams kristālisks silīcijs? Šāda veida saules baterijas sauc par amorfo silīcija saules bateriju. Amorfā silīcija saules baterijas tiek ražotas, izmantojot ļoti plānu amorfā silīcija plēvi (apmēram 1 mm biezu), kas patērē ļoti maz silīcija materiāla. Silīcija pusvadītāju plānās plēves var tieši uzklāt uz lielām stikla plāksnēm. Amorfā silīcija sagatavošanas process un aprīkojums ir vienkāršs, ar īsu ražošanas laiku un zemu enerģijas patēriņu, kas padara to piemērotu masveida ražošanai. Tomēr pretstatā amorfā silīcija saules bateriju konversijas efektivitāte ir tikai 5% -8%, sasniedzot pat 13%, ar nedaudz vāju stabilitāti un acīmredzamiem trūkumiem.