Quins són els diferents materials dels panells solars

Quan es tracta de plaques solars, tothom els coneix. Però si voleu distingir els materials de les plaques solars, els que no estan familiaritzats amb la indústria fotovoltaica potser no necessàriament ho ignoren, ja que encara hi ha diferències significatives entre els diferents materials. Aquí teniu una divulgació científica per ajudar a tothom a entendre més ràpidament els materials i les diferències dels panells solars.

Abans de discutir les diferències, deixeu-me explicar primer la morfologia del silici com a matèria primera. El silici té dos tipus d'al·lòtrops: cristal·lins i amorfs. El silici cristal·lí es divideix a més en silici monocristal·lí i silici policristalí. La diferència entre silici monocristal·lí i silici policristalí depèn principalment de l'estructura formada. Quan el silici elemental fos es solidifica, els àtoms de silici es disposen en forma de gelosia de diamant, formant molts nuclis de cristall. Si aquests nuclis de cristall creixen en grans amb la mateixa orientació del pla cristal·lí (és a dir, cada gra té un pla cristal·lí uniforme i aquests grans són paral·lels i combinats), es forma silici monocristal·lí. Si aquests nuclis de cristall creixen en grans amb diferents orientacions de cristall, es forma silici policristalí, que conté moltes impureses i defectes estructurals.

Per tant, en essència, el silici monocristal·lí i el silici policristalí són bàsicament el mateix material, ambdós tenen gelosia de diamant, cristalls durs i trencadissos, lluentor metàl·lic i poden conduir l'electricitat, però la seva conductivitat és inferior a la dels metalls i augmenta amb la temperatura. Tenen propietats semiconductors i són materials semiconductors. Tanmateix, a causa de les diferències en l'estructura del cristall i el contingut d'impureses, la textura del cristall és diferent. L'índex de refracció de la llum i la conducció del corrent també difereixen com a resultat. Fem una ullada a les característiques específiques a continuació.

Les cèl·lules solars de silici monocristal·lí es fabriquen a partir d'hòsties de silici monocristal·lí. En els materials de silici monocristal·lí, els àtoms de silici estan disposats de manera ordenada periòdica a l'espai, mostrant un ordre a llarg abast. Aquest ordre és beneficiós per millorar l'eficiència de conversió de les cèl·lules solars. Actualment, l'eficiència de conversió de les cèl·lules solars de silici monocristal·lí és del 14% -17%, que pot arribar fins a un 24%. El procés de producció és madur i els productes són majoritàriament rectangulars arrodonits, de color negre, sense patrons a la superfície. S'utilitzen àmpliament en productes aeroespacials i d'alta tecnologia. Tanmateix, el procés de fabricació de cèl·lules solars de silici monocristal·lí és complex, requereix molt de temps, requereix un alt consum d'energia i comporta costos elevats.

Les cèl·lules solars de silici policristalí estan fetes de materials de silici policristalí, que són agregats de moltes partícules d'un sol cristall. La mida i l'orientació del cristall de cada partícula de cristall són diferents entre si. Per tant, hi ha defectes i impureses a l'estructura cristal·lina, el que resulta en una eficiència de conversió d'energia solar d'entre un 13% i un 15%, que pot arribar fins al 20%. Els productes són majoritàriament rectangles en angle recte, de color blau i tenen patrons semblants a flors de gel a la superfície després d'una inspecció més propera. Les cèl·lules solars de silici policristalí tenen menys processos de producció, temps de producció més curts i costos de fabricació relativament més baixos en comparació amb els productes de silici monocristal·lí, de manera que també tenen una posició important al mercat.

Cèl·lules solars de silici amorf, cèl·lules solars de silici cristal·lí, això és tot. Tens cèl·lules solars que no requereixen silici cristal·lí? Aquest tipus de cèl·lula solar s'anomena cèl·lula solar de silici amorf. Les cèl·lules solars de silici amorf es fabriquen utilitzant una pel·lícula de silici amorf molt prima (d'uns 1 mm de gruix), que consumeix molt poc material de silici. Les pel·lícules primes de semiconductors de silici es poden dipositar directament sobre grans plaques de vidre. El procés i els equips per a la preparació de silici amorf són senzills, amb un temps de fabricació curt i un baix consum energètic, el que el fa apte per a la producció en massa. Tanmateix, en canvi, l'eficiència de conversió de les cèl·lules solars de silici amorf és només del 5% -8%, arribant fins al 13%, amb una estabilitat lleugerament pobre i inconvenients evidents.