Quali sono i diversi materiali dei pannelli solari

Quando si tratta di pannelli solari, tutti li conoscono. Ma se si vogliono distinguere i materiali dei pannelli solari, chi non ha familiarità con il settore fotovoltaico potrebbe non essere necessariamente all'oscuro, poiché esistono comunque differenze significative tra i diversi materiali. Ecco una divulgazione scientifica per aiutare tutti a comprendere più rapidamente i materiali e le differenze dei pannelli solari.

Prima di discutere le differenze, lasciatemi spiegare la morfologia del silicio come materia prima. Il silicio ha due tipi di allotropi: cristallino e amorfo. Il silicio cristallino è ulteriormente suddiviso in silicio monocristallino e silicio policristallino. La differenza tra silicio monocristallino e silicio policristallino dipende principalmente dalla struttura formata. Quando il silicio elementare fuso si solidifica, gli atomi di silicio si dispongono sotto forma di reticolo di diamante, formando molti nuclei cristallini. Se questi nuclei cristallini crescono in grani con lo stesso orientamento del piano cristallino (cioè ogni grano ha un piano cristallino uniforme e questi grani sono paralleli e combinati), si forma silicio monocristallino. Se questi nuclei cristallini crescono in grani con diversi orientamenti cristallini, si forma silicio policristallino, contenente molte impurità e difetti strutturali.

Pertanto, in sostanza, il silicio monocristallino e il silicio policristallino sono fondamentalmente lo stesso materiale, entrambi hanno reticolo diamantato, cristalli duri e fragili, lucentezza metallica e possono condurre elettricità, ma la loro conduttività è inferiore a quella dei metalli e aumenta con la temperatura. Hanno proprietà semiconduttrici e sono materiali semiconduttori. Tuttavia, a causa delle differenze nella struttura cristallina e nel contenuto di impurità, la struttura del cristallo è diversa. Di conseguenza differiscono anche l'indice di rifrazione della conduzione della luce e quello della corrente. Diamo un'occhiata alle caratteristiche specifiche di seguito.

Le celle solari in silicio monocristallino sono prodotte da wafer di silicio monocristallino. Nei materiali di silicio monocristallino, gli atomi di silicio sono disposti in modo periodico ordinato nello spazio, mostrando un ordinamento a lungo raggio. Questo ordine è utile per migliorare l’efficienza di conversione delle celle solari. Attualmente, l'efficienza di conversione delle celle solari in silicio monocristallino è del 14% -17%, che può arrivare fino al 24%. Il processo di produzione è maturo e i prodotti sono per lo più rettangolari arrotondati, di colore nero, senza motivi sulla superficie. Sono ampiamente utilizzati nei prodotti aerospaziali e ad alta tecnologia. Tuttavia, il processo di produzione delle celle solari in silicio monocristallino è complesso, richiede molto tempo, richiede un elevato consumo di energia e comporta costi elevati.

Le celle solari in silicio policristallino sono realizzate con materiali di silicio policristallino, che sono aggregati di molte particelle monocristalline. La dimensione e l'orientamento del cristallo di ogni singola particella cristallina sono diversi l'uno dall'altro. Pertanto, sono presenti difetti e impurità nella struttura cristallina, con conseguente efficienza di conversione dell'energia solare compresa tra circa il 13% e il 15%, che può arrivare fino al 20%. I prodotti sono per lo più rettangoli ad angolo retto, di colore blu e, dopo un esame più attento, presentano motivi simili a fiori di ghiaccio sulla superficie. Le celle solari in silicio policristallino hanno meno processi di produzione, tempi di produzione più brevi e costi di produzione relativamente inferiori rispetto ai prodotti in silicio monocristallino, quindi hanno anche una posizione importante nel mercato.

Celle solari in silicio amorfo, celle solari in silicio cristallino, tutto qui. Avete celle solari che non richiedono silicio cristallino? Questo tipo di cella solare è chiamata cella solare in silicio amorfo. Le celle solari in silicio amorfo sono prodotte utilizzando una pellicola di silicio amorfo molto sottile (circa 1 mm di spessore), che consuma pochissimo materiale di silicio. I film sottili di semiconduttori di silicio possono essere depositati direttamente su grandi lastre di vetro. Il processo e le apparecchiature per la preparazione del silicio amorfo sono semplici, con tempi di produzione brevi e un basso consumo energetico, rendendolo adatto alla produzione di massa. Tuttavia, al contrario, l'efficienza di conversione delle celle solari in silicio amorfo è solo del 5% -8%, raggiungendo il 13%, con stabilità leggermente scarsa e ovvi inconvenienti.