مواد مختلف پنل های خورشیدی چیست؟

وقتی صحبت از پنل های خورشیدی به میان می آید، همه با آنها آشنا هستند. اما اگر می‌خواهید مواد پنل‌های خورشیدی را متمایز کنید، کسانی که با صنعت فتوولتائیک آشنایی ندارند، ممکن است لزوماً غافل نباشند، زیرا هنوز تفاوت‌های قابل توجهی بین مواد مختلف وجود دارد. در اینجا یک رواج علمی وجود دارد که به همه کمک می کند تا مواد و تفاوت های پنل های خورشیدی را سریعتر درک کنند.

قبل از بحث در مورد تفاوت ها، اجازه دهید ابتدا مورفولوژی سیلیکون به عنوان یک ماده خام را توضیح دهم. سیلیکون دو نوع آلوتروپ دارد: کریستالی و آمورف. سیلیکون کریستالی بیشتر به سیلیکون تک کریستالی و سیلیکون پلی کریستالی تقسیم می شود. تفاوت بین سیلیکون تک کریستالی و سیلیکون پلی کریستالی عمدتاً به ساختار تشکیل شده بستگی دارد. هنگامی که سیلیکون عنصر مذاب جامد می شود، اتم های سیلیکون به شکل شبکه الماس مرتب می شوند و هسته های کریستالی زیادی را تشکیل می دهند. اگر این هسته‌های کریستالی به دانه‌هایی با جهت صفحه بلوری یکسان تبدیل شوند (یعنی هر دانه یک صفحه کریستالی یکنواخت داشته باشد و این دانه‌ها موازی و ترکیب شوند)، سیلیکون تک کریستالی تشکیل می‌شود. اگر این هسته‌های کریستالی به دانه‌هایی با جهت‌های کریستالی متفاوت تبدیل شوند، سیلیکون پلی کریستالی تشکیل می‌شود که حاوی مقدار زیادی ناخالصی و عیوب ساختاری است.

بنابراین، در اصل، سیلیکون تک کریستالی و سیلیکون چند کریستالی اساساً یک ماده هستند که هر دو دارای شبکه الماس، بلورهای سخت و شکننده، درخشش فلزی هستند و می توانند جریان الکتریکی را هدایت کنند، اما رسانایی آنها کمتر از فلزات است و با دما افزایش می یابد. آنها خواص نیمه هادی دارند و مواد نیمه هادی هستند. با این حال، به دلیل تفاوت در ساختار کریستالی و محتوای ناخالصی، بافت کریستال متفاوت است. ضریب شکست نور و هدایت جریان نیز در نتیجه متفاوت است. بیایید نگاهی به ویژگی های خاص زیر بیاندازیم.

سلول های خورشیدی سیلیکونی مونوکریستالی از ویفرهای سیلیکونی تک کریستالی ساخته می شوند. در مواد سیلیکونی تک کریستالی، اتم‌های سیلیکون به صورت دوره‌ای منظم در فضا قرار می‌گیرند و نظم دوربردی را نشان می‌دهند. این نظم برای بهبود راندمان تبدیل سلول های خورشیدی مفید است. در حال حاضر، راندمان تبدیل سلول های خورشیدی سیلیکونی تک کریستالی 14٪ -17٪ است که می تواند تا 24٪ برسد. فرآیند تولید بالغ است و محصولات عمدتاً به شکل مستطیل گرد، به رنگ مشکی، بدون طرح روی سطح هستند. آنها به طور گسترده ای در هوافضا و محصولات با تکنولوژی بالا استفاده می شوند. با این حال، فرآیند ساخت سلول های خورشیدی سیلیکونی تک کریستالی پیچیده، زمان بر است، نیاز به مصرف انرژی بالایی دارد و هزینه های زیادی را به همراه دارد.

سلول های خورشیدی سیلیکونی پلی کریستالی از مواد سیلیکونی پلی کریستالی ساخته شده اند که از توده های بسیاری از ذرات تک کریستالی تشکیل شده اند. اندازه و جهت کریستالی هر ذره تک کریستالی با یکدیگر متفاوت است. بنابراین، نقص و ناخالصی در ساختار کریستالی وجود دارد که منجر به بازده تبدیل انرژی خورشیدی در حدود 13٪ به 15٪ می شود که می تواند تا 20٪ برسد. این محصولات عمدتا مستطیل هایی با زاویه قائمه، به رنگ آبی هستند و پس از بررسی دقیق تر، طرح هایی مانند گل یخی روی سطح دارند. سلول های خورشیدی سیلیکونی پلی کریستالی در مقایسه با محصولات سیلیکونی مونو کریستال دارای فرآیندهای تولید کمتر، زمان تولید کوتاه تر و هزینه های ساخت نسبتاً پایین تری هستند، بنابراین جایگاه مهمی در بازار نیز دارند.

سلول های خورشیدی سیلیکونی آمورف، سلول های خورشیدی سیلیکونی کریستالی، همین. آیا سلول های خورشیدی دارید که به سیلیکون کریستالی نیاز ندارند؟ این نوع سلول خورشیدی سلول خورشیدی سیلیکونی آمورف نامیده می شود. سلول های خورشیدی سیلیکونی آمورف با استفاده از یک فیلم سیلیکونی آمورف بسیار نازک (حدود 1 میلی متر ضخامت) تولید می شوند که مواد سیلیکونی بسیار کمی مصرف می کند. لایه های نازک نیمه هادی سیلیکونی را می توان مستقیماً روی صفحات شیشه ای بزرگ قرار داد. فرآیند و تجهیزات برای تهیه سیلیکون آمورف ساده است، با زمان ساخت کوتاه و مصرف انرژی کم، آن را برای تولید انبوه مناسب می کند. با این حال، در مقابل، راندمان تبدیل سلول‌های خورشیدی سیلیکونی آمورف تنها 5% -8% است، که به 13% می‌رسد، با پایداری کمی و اشکالات آشکار.