Quais são os diferentes materiais dos painéis solares

Quando se trata de painéis solares, todos os conhecem. Mas se quiser distinguir os materiais dos painéis solares, quem não está familiarizado com a indústria fotovoltaica pode não necessariamente ignorar, pois ainda existem diferenças significativas entre os diferentes materiais. Aqui está uma popularização científica para ajudar todos a entender mais rapidamente os materiais e as diferenças dos painéis solares.

Antes de discutir as diferenças, deixe-me primeiro explicar a morfologia do silício como matéria-prima. O silício possui dois tipos de alótropos: cristalino e amorfo. O silício cristalino é ainda dividido em silício monocristalino e silício policristalino. A diferença entre o silício monocristalino e o silício policristalino depende principalmente da estrutura formada. Quando o silício elementar fundido solidifica, os átomos de silício são organizados na forma de uma rede de diamante, formando muitos núcleos cristalinos. Se esses núcleos cristalinos crescerem em grãos com a mesma orientação do plano cristalino (ou seja, cada grão tem um plano cristalino uniforme e esses grãos são paralelos e combinados), o silício monocristalino é formado. Se esses núcleos cristalinos crescerem em grãos com diferentes orientações cristalinas, forma-se silício policristalino, contendo muitas impurezas e defeitos estruturais.

Portanto, em essência, o silício monocristalino e o silício policristalino são basicamente o mesmo material, ambos com estrutura de diamante, cristais duros e quebradiços, brilho metálico e podem conduzir eletricidade, mas sua condutividade é menor que a dos metais e aumenta com a temperatura. Eles têm propriedades semicondutoras e são materiais semicondutores. No entanto, devido às diferenças na estrutura cristalina e no teor de impurezas, a textura do cristal é diferente. Como resultado, o índice de refração da luz e a condução da corrente também diferem. Vamos dar uma olhada nos recursos específicos abaixo.

As células solares de silício monocristalino são fabricadas a partir de pastilhas de silício monocristalino. Em materiais de silício monocristalino, os átomos de silício estão dispostos de maneira ordenada e periódica no espaço, exibindo ordenação de longo alcance. Essa ordem é benéfica para melhorar a eficiência de conversão das células solares. Atualmente, a eficiência de conversão das células solares de silício monocristalino é de 14% -17%, podendo chegar até 24%. O processo de produção é maduro e os produtos são em sua maioria retangulares arredondados, de cor preta, sem padrões na superfície. Eles são amplamente utilizados em produtos aeroespaciais e de alta tecnologia. No entanto, o processo de fabricação de células solares de silício monocristalino é complexo, demorado, requer alto consumo de energia e incorre em custos elevados.

As células solares de silício policristalino são feitas de materiais de silício policristalino, que são agregados de muitas partículas de cristal único. O tamanho e a orientação do cristal de cada partícula de cristal único são diferentes um do outro. Portanto, existem defeitos e impurezas na estrutura cristalina, resultando em uma eficiência de conversão de energia solar de cerca de 13% a 15%, podendo chegar até 20%. Os produtos são em sua maioria retângulos em ângulo reto, de cor azul, e apresentam padrões semelhantes a flores de gelo na superfície após uma inspeção mais detalhada. As células solares de silício policristalino têm menos processos de produção, tempos de produção mais curtos e custos de fabricação relativamente mais baixos em comparação com produtos de silício monocristalino, por isso também ocupam uma posição importante no mercado.

Células solares de silício amorfo, células solares de silício cristalino, é isso. Você tem células solares que não requerem silício cristalino? Este tipo de célula solar é chamada de célula solar de silício amorfo. As células solares de silício amorfo são fabricadas usando um filme de silício amorfo muito fino (cerca de 1 mm de espessura), que consome muito pouco material de silício. Filmes finos de semicondutores de silício podem ser depositados diretamente em grandes placas de vidro. O processo e os equipamentos para preparação do silício amorfo são simples, com curto tempo de fabricação e baixo consumo de energia, tornando-o adequado para produção em massa. No entanto, em contraste, a eficiência de conversão das células solares de silício amorfo é de apenas 5% -8%, chegando a 13%, com estabilidade ligeiramente fraca e desvantagens óbvias.