Ali poznate razliko med monokristalnimi in polikristalnimi sončnimi kolektorji?

Sončne celice so polprevodniške naprave, ki neposredno pretvarjajo sončno sevanje v električno energijo na podlagi fotovoltaičnega učinka polprevodnikov. Zdaj komercializirane sončne celice vključujejo predvsem naslednje vrste: monokristalne sončne celice, polikristalne sončne celice, amorfne sončne celice in trenutno celice iz kadmijevega telurida, celice iz bakrovega indijevega selenida, celice, občutljive na nano-titanov oksid, polikristalne celice, tankoplastne sončne celice in organske sončne celice celice itd. 

Kristalne (monokristalne, polikristalne) sončne celice zahtevajo surovine visoke čistosti, ki na splošno zahtevajo čistost vsaj 99,99998 %, kar pomeni, da lahko v 10 milijonih atomov obstajata največ 2 atoma nečistoč. Material je izdelan iz  dioksida (SiO2, znan tudi kot pesek) kot surovine, ki se stopi in odstranijo nečistoče, da dobimo grobo . Od  dioksida do sončnih celic je vključenih več proizvodnih procesov in procesov, ki so na splošno razdeljeni na: dioksid—>metalurška kakovost —>triklorosilan visoke čistosti—>poli visoke čistosti—>monokristalna palica ali polikristalni ingoti ->  rezine -> sončne celice .

Monokristalne sončne celice so večinoma izdelane iz monokristalnih. V primerjavi z drugimi vrstami sončnih celic imajo monokristalne celice najvišjo učinkovitost pretvorbe. V začetku so monokristalne sončne celice zavzemale večino tržnega deleža, po letu 1998 pa so se umaknile polikristalnim in tržni delež zasedel drugo mesto. Zaradi pomanjkanja poli surovin v zadnjih letih se je po letu 2004 tržni delež monokristalnih rahlo povečal in zdaj je večina baterij, ki jih vidimo na trgu, monokristalnih.

Kristal monokristalnih sončnih celic je zelo popoln, njegove optične, električne in mehanske lastnosti pa so zelo enotne. Barva celic je večinoma črna ali temna, kar je še posebej primerno za rezanje na majhne koščke za izdelavo majhnih potrošniških izdelkov.

Učinkovitost pretvorbe monokristalnih celic v laboratoriju je 24,7 %. Učinkovitost pretvorbe navadne komercializacije je 10% -18%.

Zaradi proizvodnega procesa monokristalnih sončnih celic so polizdelki na splošno cilindrični in gredo nato skozi rezanje->čiščenje->difuzijski spoj->odstranitev zadnje elektrode->izdelava elektrod->korodiranje periferije->izparevanje zmanjšanje. Odsevna folija in druga industrijska jedra se izdelajo v končne izdelke. Na splošno so štirje vogali monokristalnih sončnih celic zaobljeni. Debelina monokristalnih sončnih celic je običajno 200uM-350uM. Trenutni trend proizvodnje je razvoj v smeri ultratankih in visoko učinkovitih. Nemški proizvajalci sončnih celic so potrdili, da lahko monokristalni z debelino 40 uM dosežejo 20-odstotno učinkovitost pretvorbe.

Pri proizvodnji polikristalnih sončnih celic se surovine visoke čistosti ne prečistijo v monokristalne, ampak stopijo in vlijejo v kvadratne ingote, nato pa predelajo v tanke rezine in podobno obdelajo kot monokristalne. Polikristalne je enostavno prepoznati po površini. Rezina je sestavljena iz velikega števila kristalnih področij različnih velikosti (površina je kristalna). Fotoelektrična pretvorba na vmesniku zrn je zlahka motena, zato je učinkovitost pretvorbe polikristalnega sorazmerno nizka. Hkrati doslednost optičnih, električnih in mehanskih lastnosti polikristalnih sončnih celic ni tako dobra kot pri monokristalnih sončnih celicah.

Najvišji izkoristek laboratorija za polikristalne sončne celice dosega 20,3 %, komercializirane pa na splošno 10 %-16 %, polikristalne  sončne celice so kvadratni kosi, ki imajo največjo stopnjo polnjenja pri izdelavi solarnih modulov, izdelki pa so relativno lepi.

Debelina polikristalnih sončnih celic je na splošno debela 220uM-300uM, nekateri proizvajalci pa so izdelali sončne celice z debelino 180uM in se razvijajo proti tankosti, da bi prihranili drage materiale.

Polikristalni so pravokotni kvadrati ali pravokotniki. Štirje vogali monokristalnega imajo zaobljene robove. Modul z luknjo v obliki denarja na sredini je monokristalni. Že na prvi pogled lahko vidite razliko.

Monokristalni kot spodaj,

Polikristalni kot spodaj,