Mitkä ovat aurinkopaneelien eri materiaalit

Mitä tulee aurinkopaneeleihin, ne ovat kaikille tuttuja. Mutta jos haluat erottaa aurinkopaneelien materiaalit, ne, jotka eivät tunne aurinkosähköteollisuutta, eivät välttämättä ole tietämättömiä, sillä eri materiaalien välillä on silti merkittäviä eroja. Tässä on tieteen popularisointi, joka auttaa kaikkia ymmärtämään aurinkopaneelien materiaalit ja erot nopeammin.

Ennen kuin käsittelen eroja, haluan ensin selittää piin morfologiaa raaka-aineena. Piillä on kahden tyyppisiä allotrooppeja: kiteinen ja amorfinen. Kiteinen pii jaetaan edelleen yksikiteiseen piihin ja monikiteiseen piihin. Ero yksikiteisen piin ja monikiteisen piin välillä riippuu pääasiassa muodostuneesta rakenteesta. Kun sula alkuainepii jähmettyy, piiatomit asettuvat timanttihilan muotoon muodostaen monia kideytimiä. Jos nämä kideytimet kasvavat rakeiksi, joilla on sama kidetasoorientaatio (eli jokaisella rakeella on yhtenäinen kidetaso ja nämä rakeet ovat yhdensuuntaisia ​​ja yhdistettyjä), muodostuu yksikiteistä piitä. Jos nämä kideytimet kasvavat rakeiksi, joilla on erilainen kideorientaatio, muodostuu monikiteistä piitä, joka sisältää paljon epäpuhtauksia ja rakenteellisia vikoja.

Siksi pohjimmiltaan yksikiteinen pii ja monikiteinen pii ovat pohjimmiltaan samaa materiaalia, joissa molemmissa on timanttihila, kovia ja hauraita kiteitä, metallista kiiltoa ja ne voivat johtaa sähköä, mutta niiden johtavuus on pienempi kuin metallien ja kasvaa lämpötilan myötä. Niillä on puolijohdeominaisuuksia ja ne ovat puolijohdemateriaaleja. Kuitenkin kiderakenteen ja epäpuhtauspitoisuuden erojen vuoksi kiderakenne on erilainen. Myös valon ja virranjohtavuuden taitekerroin eroavat toisistaan. Tarkastellaanpa alla olevia erityisominaisuuksia.

Yksikiteiset piiaurinkokennot valmistetaan yksikiteisistä piikiekoista. Yksikiteisissä piimateriaaleissa piiatomit on järjestetty avaruudessa säännöllisin väliajoin, mikä osoittaa pitkän kantaman järjestyksen. Tämä järjestys on hyödyllinen aurinkokennojen muunnostehokkuuden parantamiseksi. Tällä hetkellä yksikiteisten piin aurinkokennojen muunnostehokkuus on 14 % -17 %, mikä voi nousta jopa 24 %:iin. Tuotantoprosessi on kypsä, ja tuotteet ovat pääosin pyöristettyjä suorakaiteen muotoisia, mustia, eikä niissä ole kuvioita. Niitä käytetään laajasti ilmailu- ja korkean teknologian tuotteissa. Yksikiteisten piin aurinkokennojen valmistusprosessi on kuitenkin monimutkainen, aikaa vievä, vaatii suurta energiankulutusta ja aiheuttaa suuria kustannuksia.

Monikiteiset piiaurinkokennot on valmistettu monikiteisistä piimateriaaleista, jotka ovat monien yksikidehiukkasten aggregaatteja. Kunkin yksittäiskidehiukkasen koko ja kideorientaatio eroavat toisistaan. Siksi kiderakenteessa on vikoja ja epäpuhtauksia, mikä johtaa noin 13-15 %:n aurinkoenergian muunnostehokkuuteen, joka voi olla jopa 20 %. Tuotteet ovat pääosin suorakulmaisia ​​suorakulmioita, väriltään sinisiä ja niiden pinnalla on jääkukkamaisia ​​kuvioita lähemmin tarkasteltuna. Monikiteisillä piiaurinkokennoilla on vähemmän tuotantoprosesseja, lyhyemmät tuotantoajat ja suhteellisen alhaisemmat valmistuskustannukset verrattuna monokiteisiin piituotteisiin, joten niillä on myös tärkeä asema markkinoilla.

Amorfiset pii-aurinkokennot, kiteiset piiaurinkokennot, siinä se. Onko sinulla aurinkokennoja, jotka eivät vaadi kiteistä piitä? Tämän tyyppistä aurinkokennoa kutsutaan amorfiseksi piiaurinkokennoksi. Amorfisen piin aurinkokennot valmistetaan erittäin ohuesta amorfisesta piikalvosta (paksuus noin 1 mm), joka kuluttaa hyvin vähän piimateriaalia. Piipuolijohdeohutkalvot voidaan levittää suoraan suurille lasilevyille. Amorfisen piin valmistusprosessi ja laitteet ovat yksinkertaisia, lyhyen valmistusajan ja alhaisen energiankulutuksen ansiosta soveltuvat massatuotantoon. Sitä vastoin amorfisten piin aurinkokennojen muunnostehokkuus on vain 5 % -8 %, jopa 13 %, ja sen stabiilisuus on hieman heikko ja haittoja on ilmeisiä.