Millised on päikesepaneelide erinevad materjalid

Kui rääkida päikesepaneelidest, siis kõik on nendega tuttavad. Aga kui soovite eristada päikesepaneelide materjale, siis need, kes fotogalvaanilise tööstusega kursis ei ole, ei pruugi olla teadlikud, kuna erinevate materjalide vahel on siiski olulisi erinevusi. Siin on teaduse populariseerimine, mis aitab kõigil kiiremini mõista päikesepaneelide materjale ja erinevusi.

Enne erinevuste arutamist lubage mul kõigepealt selgitada räni kui tooraine morfoloogiat. Ränil on kahte tüüpi allotroope: kristalne ja amorfne. Kristalliline räni jaguneb veel monokristalliliseks räniks ja polükristalliliseks räniks. Monokristallilise räni ja polükristallilise räni erinevus sõltub peamiselt moodustunud struktuurist. Kui sula elementaarne räni tahkub, asetsevad räni aatomid teemantvõre kujul, moodustades palju kristalli tuumasid. Kui need kristalli tuumad kasvavad sama kristallitasandi orientatsiooniga teradeks (st igal teradel on ühtlane kristalltasapind ning need terad on paralleelsed ja kombineeritud), moodustub monokristalliline räni. Kui need kristalli tuumad kasvavad erineva kristalli orientatsiooniga teradeks, tekib polükristalliline räni, mis sisaldab palju lisandeid ja struktuurivigu.

Seetõttu on sisuliselt monokristalliline räni ja polükristalliline räni põhimõtteliselt sama materjal, millel mõlemal on teemantvõre, kõvad ja rabedad kristallid, metalliline läige ja need võivad juhtida elektrit, kuid nende juhtivus on madalam kui metallidel ja tõuseb temperatuuri tõustes. Neil on pooljuhtomadused ja need on pooljuhtmaterjalid. Kuid kristallide struktuuri ja lisandite sisalduse erinevuste tõttu on kristallide tekstuur erinev. Sellest tulenevalt erinevad ka valguse ja voolu juhtivuse murdumisnäitaja. Vaatame allpool konkreetseid funktsioone.

Monokristallilised räni päikesepatareid on valmistatud monokristallilistest räniplaatidest. Monokristallilistes ränimaterjalides on räni aatomid ruumis korrapäraselt ja perioodiliselt paigutatud, avaldades pikamaa järjestust. See korrapärasus on kasulik päikesepatareide muundamise efektiivsuse parandamiseks. Praegu on monokristalliliste räni päikesepatareide muundamise efektiivsus 14% -17%, mis võib ulatuda kuni 24% -ni. Tootmisprotsess on küps ja tooted on enamasti ümarad ristkülikukujulised, musta värvi, ilma mustriteta. Neid kasutatakse laialdaselt kosmose- ja kõrgtehnoloogilistes toodetes. Monokristalliliste räni päikesepatareide tootmisprotsess on aga keeruline, aeganõudev, nõuab suurt energiatarbimist ja suuri kulutusi.

Polükristallilisest ränist päikesepatareid on valmistatud polükristallilisest ränimaterjalidest, mis on paljude monokristallosakeste agregaadid. Iga üksiku kristalli osakese suurus ja kristallide orientatsioon on üksteisest erinevad. Seetõttu on kristallstruktuuris defekte ja lisandeid, mille tulemuseks on päikeseenergia muundamise efektiivsus umbes 13% kuni 15%, mis võib ulatuda kuni 20%. Tooted on enamasti täisnurksed ristkülikud, sinist värvi ja nende pinnal on lähemal vaatlusel jäälillelaadsed mustrid. Polükristallilise räni päikesepatareidel on monokristallilise räni toodetega võrreldes vähem tootmisprotsesse, lühemad tootmisajad ja suhteliselt madalamad tootmiskulud, seega on neil ka oluline positsioon turul.

Amorfsed ränist päikesepatareid, kristallilisest ränist päikesepatareid, see selleks. Kas teil on päikesepatareid, mis ei vaja kristalset räni? Seda tüüpi päikesepatarei nimetatakse amorfseks räni päikesepatareiks. Amorfse räni päikesepatareide valmistamisel kasutatakse väga õhukest amorfset ränikilet (paksus umbes 1 mm), mis kulutab väga vähe ränimaterjali. Ränist pooljuhtkiled saab otse ladestada suurtele klaasplaatidele. Amorfse räni valmistamise protsess ja seadmed on lihtsad, lühikese tootmisajaga ja väikese energiakuluga, mistõttu sobib see masstootmiseks. Seevastu amorfse räni päikesepatareide muundamise efektiivsus on vaid 5% -8%, ulatudes koguni 13% -ni, millel on veidi halb stabiilsus ja ilmsed puudused.