Selle tehnoloogia põhjal on päikesepaneelid jagatud kahte suurde rühma: kristallilised ja õhukese kihiga päikesepaneelid. Kristallpaneelid jagunevad mono- ja polükristallilisteks. Varem oli tõsi, et monokristallilised paneelid olid tõhusamad kui sama jõudlusega polükristallid. Tänaseks on tänu väljatöötatud tehnoloogiale see erinevus kadunud. Nende efektiivsus on sama. Võib öelda, et polükristallilised paneelid töötavad hajuskiirguse korral paremini, samas kui otsese päikesevalguse käes on monokristallilistel päikesepatareidel parem läbilaskevõime, kuid need on minimaalsed kõrvalekalded.

Erinevus polü päikesepaneelide ja mono päikesepaneelide vahel

Mis on polükristalliline päikesepatarei?

Kui kristallide kasvamise käigus moodustuvad suuremad kristallid (tavaliselt 6 tavaliselt orienteeritud) ja sellisest kristalliplokist lõigatakse plaadid päikeseelemendi saamiseks, siis nimetatakse neid rakke polükristallilisteks või mitmekristallilisteks rakkudeks. Polükristalliline lahter, mis on äratuntav oma hele- või tumesinise värvi järgi, ei ole ühevärviline ning mõned lahtrid on heledamad ja mõned tumedamad. Polükristalliliste päikesepaneelide nurgad ei ole ümardatud. Rakkude värvierinevused tulenevad tootmisprotsessist. Mitmekristallilised ränirakud on majanduslikult tõhusamad kui monokristallid. Nende rakkude tootmine toimub nii, et vedel räni valatakse vormidesse, mis lõigatakse plaatideks. Pärast tahkestumist moodustuvad kristalsed struktuurid ja piiridel tekivad rikked, mis vähendab kasutegurit 10–14% -ni ja eeldatav eluiga on vahemikus 20–25 aastat.

Erinevus polü päikesepaneelide ja mono päikesepaneelide vahel

Mis on monokristalliline päikesepaneel?

Kui kogu raku maht koosneb ainult ühest kristallist, siis on selline rakk monokristalliline ränirakk. Tüüpiline monokristalliline päikesepatarei on tumedat musta värvi ja päikesepatarei nurgad ümardatakse tavaliselt tootmisprotsessi ja monokristallilise räni olemuse tõttu. Kui päikesepaneelid kogesid esimest buumi turul, usuti, et monokristallilised päikesepaneelid on paremad kui polükristallilised päikesepaneelid. Sellel veendumusel on mitu põhjust. Ajalooliselt olid monokristallilistel päikesepaneelidel suurem efektiivsus ning nad olid rohkem olemas ja juurdepääsetavamad kui polükristallilised päikesepaneelid. Kuid laialt levinud arvamus, et monokristallilised päikesepaneelid on paremad kui polükristallilised päikesepaneelid, ei vasta lihtsalt tõele. Iga päikesepaneelide ja päikesepaneelide tootjat tuleks eraldi võrrelda, ilma üldistusi tegemata. Monokristallilist räni toodetakse kõige sagedamini Czochralski protsessi või ujuvtsoonide tehnoloogia abil. Monokristallilise räni tootmine on kallim, kuid elementide kasutegur on suurem ja jääb vahemikku 13-17% ning seda võib pidada kõige efektiivsemaks fotogalvaaniliseks elemendiks heas kaubanduslikus kasutuses ja heas valguses. Suurim puudus on see, et pooljuht on kaudselt keelatud ribalaius, mille tulemuseks on päikesekiirguse energia maksimaalseks kasutamiseks vaja suuremaid aktiivse kihi kihte. Oodatav eluiga on 25 kuni 30 aastat ja väljundvõimsus halveneb aastatega. Seega on 25 aasta pärast umbes 80% võimsusest.

Mono- ja polükristalliliste päikeseelementide erinevus

  1. Mono- ja polü-päikeseelementide koostis

Monokristallilise elemendi korral on iga element valmistatud ühest ränikristalli tükist. Monokristallilised pulgad ekstraheeritakse sula räni abil ja lõigatakse õhukesteks plaatideks (vafeed). Polükristallilised rakud moodustatakse vedel räni, mis valatakse plokkideks, mis seejärel lõigatakse plaatideks. Materjali tahkumisel moodustuvad erineva suurusega kristalsed struktuurid, kus piiridel ilmnevad vead.

  1. Mono- ja polü-päikeseelementide värv

Monokristallilised rakud on tumedat musta värvi. Polükristallilised rakud on heledat või tumesinist värvi.

  1. Mono- ja polü-päikeseelementide efektiivsus

Monokristallilise tüüpi tüüpi elementide muundamise efektiivsus on vahemikus 13 kuni 17% ja üldiselt võib öelda, et kõige laiemas kaubanduslikus kasutuses ja heas valguses on see kõige tõhusam fotogalvaaniline element. Polükristalliliste rakkude efektiivsus on mõnevõrra madalam, ulatudes 10–14%.

  1. Mono- ja polü-päikeseelementide kestus

Monokristalliliste rakkude eeldatav eluiga on tavaliselt 25 kuni 30 aastat, polükristallide puhul aga 20 ja 25 aastat. Nagu kõigi fotogalvaaniliste elementide puhul, on ka väljundvõimsus aastate jooksul muidugi halvem.

  1. Mono- ja polü-päikeseelementide tootmine

Monokristalliliste rakkude puhul on tootmisprotsess keeruline ja nõuab rohkem energiat kui polükristalliliste elementide puhul, seega on polükristalliline moodul ka odavam. Kuni viimase ajani (2000) domineeris monokristallilise räni tootmise tehnoloogia niinimetatud Czochralski protsessi või ujukvööndite tehnoloogia abil. Monokristallilise räni tootmine on küll kallim, kuid rakkude kasutegur on suurem. Tänapäeval kaotab see tehnoloogia üha enam sammu mitmekristallilise räni (Mc-Si) tehnoloogiaga. Mitmekristallilise räni eelisteks on väiksemad kapitaliinvesteeringud lainete tootmiseks (pooljuhtmaterjali õhuke plaat), räni suurem ärakasutamine ruudukujuliste mahtude abil, mis annavad mooduli aktiivsema pinna, võrreldes ümmarguse või poolringiga monokristallilise lainepikkuse vorm. Mc-Si tehnoloogia hõlbustab suurte lahtrite pindade tootmist mõõtmetega 150 × 150 ja 200 × 200 mm, mis lihtsustab nende paigaldamist moodulitesse.

  1. Mono- ja polü-päikeseelementide maksumus

Monokristallilised müügid on tavaliselt kallimad.

Mono vs polükristall: võrdlusdiagramm

Monokristall VERSUS Polükristalliline

Mono- ja polü-päikeseelementide kokkuvõte

  • Monokristallilised ränirakud suudavad muuta 1000 W / m2 päikesekiirgust 140 W elektrienergiaks, mille kambri pind on 1 m2. Monokristalliliste Si-elementide valmistamiseks on vaja täiesti puhast pooljuhtmaterjali. Monokristallilised pulgad ekstraheeritakse sula räni ja lõigatakse õhukesteks plaatideks. Sellel valmistamisviisil on suhteliselt kõrge efektiivsus. Polükristallilised ränirakud suudavad muundada 1000 W / m2 päikesekiirgust 130 W elektrienergiaks kambri pinnaga 1 m2. Nende rakkude tootmine on säästlikum. Räni valatakse plokkidesse, mis seejärel plaatideks lõigatakse. Nendel rakkudel on madalam efektiivsus.

Viited

  • Goetzberger, A., Knobloch, J., Voss, B. “Kristallilised räni päikeseelemendid”, Inglismaa: Willey press, 1998
  • Markvart, T., Castañer, L. “Päikeseelemendid - materjalid, tootmine ja käitamine”, Amsterdam: Elsevier, 2005
  • Sze, S. M., Ng, K.K. “Pooljuhtseadmete füüsika”, Hoboken: John Wiley & Sons, 2007
  • Kujutise krediit: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/fd/4inch_poly_solar_cell.jpg/640px-4inch_poly_solar_cell.jpg
  • Kujutise krediit: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Monocrystalline_solar_panel.png#/media/File:Monocrystalline_solar_panel.png