Wat zijn de verschillende materialen van zonnepanelen

Als het om zonnepanelen gaat, kent iedereen ze wel. Maar als je de materialen van zonnepanelen wilt onderscheiden, hoeven degenen die niet bekend zijn met de fotovoltaïsche industrie zich daar niet noodzakelijkerwijs van bewust te zijn, omdat er nog steeds aanzienlijke verschillen bestaan ​​tussen de verschillende materialen. Hier is een wetenschappelijke popularisering om iedereen te helpen de materialen en verschillen van zonnepanelen sneller te begrijpen.

Voordat ik de verschillen bespreek, wil ik eerst de morfologie van silicium als grondstof uitleggen. Silicium heeft twee soorten allotropen: kristallijn en amorf. Kristallijn silicium is verder onderverdeeld in monokristallijn silicium en polykristallijn silicium. Het verschil tussen monokristallijn silicium en polykristallijn silicium hangt vooral af van de gevormde structuur. Wanneer gesmolten elementair silicium stolt, worden siliciumatomen gerangschikt in de vorm van een diamantrooster, waardoor veel kristalkernen worden gevormd. Als deze kristalkernen uitgroeien tot korrels met dezelfde kristalvlakoriëntatie (dwz elke korrel heeft een uniform kristalvlak en deze korrels zijn evenwijdig en gecombineerd), wordt monokristallijn silicium gevormd. Als deze kristalkernen uitgroeien tot korrels met verschillende kristaloriëntaties, ontstaat polykristallijn silicium, dat veel onzuiverheden en structurele defecten bevat.

Daarom zijn monokristallijn silicium en polykristallijn silicium in wezen hetzelfde materiaal, die beide een diamantrooster, harde en broze kristallen en metaalachtige glans hebben en elektriciteit kunnen geleiden, maar hun geleidbaarheid is lager dan die van metalen en neemt toe met de temperatuur. Ze hebben halfgeleidereigenschappen en zijn halfgeleidermaterialen. Vanwege verschillen in kristalstructuur en onzuiverheidsgehalte is de kristaltextuur echter anders. Hierdoor verschillen ook de brekingsindex van licht en stroomgeleiding. Laten we de specifieke kenmerken hieronder eens bekijken.

Monokristallijne siliciumzonnecellen worden vervaardigd uit monokristallijne siliciumwafels. In monokristallijne siliciummaterialen zijn siliciumatomen op een ordelijke periodieke manier in de ruimte gerangschikt, waardoor ze een ordening over lange afstanden vertonen. Deze ordelijkheid is gunstig voor het verbeteren van de conversie-efficiëntie van zonnecellen. Momenteel bedraagt ​​de conversie-efficiëntie van zonnecellen van monokristallijn silicium 14% -17%, wat kan oplopen tot 24%. Het productieproces is volwassen en de producten zijn meestal afgerond en rechthoekig, zwart van kleur, zonder patronen op het oppervlak. Ze worden veel gebruikt in de lucht- en ruimtevaart en in hightechproducten. Het productieproces van monokristallijne siliciumzonnecellen is echter complex, tijdrovend, vereist een hoog energieverbruik en brengt hoge kosten met zich mee.

Polykristallijne siliciumzonnecellen zijn gemaakt van polykristallijne siliciummaterialen, die aggregaten zijn van vele monokristallijne deeltjes. De grootte en kristaloriëntatie van elk enkelvoudig kristaldeeltje verschillen van elkaar. Daarom zijn er defecten en onzuiverheden in de kristalstructuur, wat resulteert in een conversie-efficiëntie van zonne-energie van ongeveer 13% tot 15%, die kan oplopen tot 20%. De producten zijn meestal rechthoekige rechthoeken, blauw van kleur en hebben bij nadere inspectie ijsbloemachtige patronen op het oppervlak. Polykristallijne siliciumzonnecellen hebben minder productieprocessen, kortere productietijden en relatief lagere productiekosten in vergelijking met monokristallijne siliciumproducten, waardoor ze ook een belangrijke positie in de markt hebben.

Zonnecellen van amorf silicium, zonnecellen van kristallijn silicium, dat is alles. Heeft u zonnecellen die geen kristallijn silicium nodig hebben? Dit type zonnecel wordt amorfe siliciumzonnecel genoemd. Zonnecellen van amorf silicium worden vervaardigd met behulp van een zeer dunne amorfe siliciumfilm (ongeveer 1 mm dik), die zeer weinig siliciummateriaal verbruikt. Dunne siliciumhalfgeleiderfilms kunnen rechtstreeks op grote glasplaten worden afgezet. Het proces en de apparatuur voor het bereiden van amorf silicium zijn eenvoudig, met een korte productietijd en een laag energieverbruik, waardoor het geschikt is voor massaproductie. Daarentegen bedraagt ​​de conversie-efficiëntie van zonnecellen van amorf silicium slechts 5% -8% en kan oplopen tot 13%, met een enigszins slechte stabiliteit en duidelijke nadelen.