วัสดุที่แตกต่างกันของแผงโซลาร์เซลล์คืออะไร

เมื่อพูดถึงแผงโซลาร์เซลล์ใครๆ ก็คุ้นเคยกับแผงเหล่านี้ แต่ถ้าคุณต้องการแยกแยะวัสดุของแผงโซลาร์เซลล์ ผู้ที่ไม่คุ้นเคยกับอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์อาจไม่จำเป็นต้องทราบ เนื่องจากยังคงมีความแตกต่างที่สำคัญระหว่างวัสดุที่แตกต่างกัน นี่คือการเผยแพร่ทางวิทยาศาสตร์เพื่อช่วยให้ทุกคนเข้าใจวัสดุและความแตกต่างของแผงโซลาร์เซลล์ได้รวดเร็วยิ่งขึ้น

ก่อนที่จะพูดถึงความแตกต่าง ให้ฉันอธิบายสัณฐานวิทยาของซิลิคอนเป็นวัตถุดิบก่อน ซิลิคอนมีการแบ่งส่วนสองประเภท: ผลึกและอสัณฐาน ผลึกซิลิคอนถูกแบ่งออกเป็นซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์และซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์เพิ่มเติม ความแตกต่างระหว่างซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์และซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับโครงสร้างที่เกิดขึ้น เมื่อธาตุซิลิกอนหลอมเหลวแข็งตัว อะตอมของซิลิคอนจะถูกจัดเรียงในรูปแบบของโครงตาข่ายเพชร ทำให้เกิดนิวเคลียสของผลึกจำนวนมาก หากนิวเคลียสของผลึกเหล่านี้เติบโตเป็นเมล็ดข้าวที่มีการวางแนวระนาบคริสตัลเหมือนกัน (กล่าวคือ แต่ละเมล็ดมีระนาบคริสตัลที่สม่ำเสมอ และเมล็ดเหล่านี้ขนานกันและรวมกัน) ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์จะถูกสร้างขึ้น หากนิวเคลียสของผลึกเหล่านี้เติบโตเป็นเมล็ดที่มีการวางแนวของผลึกต่างกัน จะเกิดซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ขึ้น ซึ่งมีสิ่งเจือปนและข้อบกพร่องทางโครงสร้างจำนวนมาก

ดังนั้นโดยพื้นฐานแล้ว ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์และโพลีคริสตัลไลน์ซิลิคอนจึงเป็นวัสดุเดียวกัน โดยทั้งสองชนิดมีโครงตาข่ายเพชร ผลึกแข็งและเปราะ มีความแวววาวของโลหะ และสามารถนำไฟฟ้าได้ แต่ค่าการนำไฟฟ้าต่ำกว่าโลหะและเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ มีคุณสมบัติเซมิคอนดักเตอร์และเป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความแตกต่างในโครงสร้างผลึกและปริมาณสิ่งเจือปน พื้นผิวของคริสตัลจึงแตกต่างกัน ดัชนีการหักเหของแสงและการนำกระแสก็แตกต่างกันเช่นกัน มาดูคุณสมบัติเฉพาะด้านล่างกัน

เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดโมโนคริสตัลไลน์ผลิตจากเวเฟอร์ซิลิคอนชนิดโมโนคริสตัลไลน์ ในวัสดุซิลิกอนโมโนคริสตัลไลน์ อะตอมของซิลิกอนจะถูกจัดเรียงในลักษณะที่เป็นระเบียบเป็นระยะในอวกาศ โดยแสดงการเรียงลำดับระยะไกล ความเป็นระเบียบเรียบร้อยนี้เป็นประโยชน์ต่อการเพิ่มประสิทธิภาพการแปลงเซลล์แสงอาทิตย์ ปัจจุบัน ประสิทธิภาพการแปลงของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดโมโนคริสตัลไลน์คือ 14% -17% ซึ่งสามารถเข้าถึงได้สูงสุด 24% กระบวนการผลิตอยู่ในขั้นสมบูรณ์และสินค้าส่วนใหญ่เป็นทรงสี่เหลี่ยมมน สีดำ และไม่มีลวดลายบนพื้นผิว มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์ด้านการบินและอวกาศและผลิตภัณฑ์ไฮเทค อย่างไรก็ตาม กระบวนการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดโมโนคริสตัลไลน์ซิลิคอนมีความซับซ้อน ใช้เวลานาน ต้องการการใช้พลังงานสูง และมีค่าใช้จ่ายสูง

เซลล์แสงอาทิตย์โพลีคริสตัลไลน์ทำจากวัสดุซิลิกอนโพลีคริสตัลไลน์ ซึ่งเป็นการรวมตัวของอนุภาคผลึกเดี่ยวจำนวนมาก ขนาดและการวางแนวของผลึกของอนุภาคผลึกเดี่ยวแต่ละอันนั้นแตกต่างกัน ดังนั้นจึงมีข้อบกพร่องและสิ่งสกปรกในโครงสร้างผลึก ส่งผลให้ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ประมาณ 13% ถึง 15% ซึ่งสามารถเข้าถึงได้ถึง 20% สินค้าส่วนใหญ่เป็นทรงสี่เหลี่ยมมุมฉาก สีฟ้า และมีลวดลายคล้ายดอกไม้น้ำแข็งบนพื้นผิวเมื่อตรวจสอบอย่างใกล้ชิด เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดโพลีคริสตัลไลน์ซิลิคอนมีกระบวนการผลิตน้อยกว่า ใช้เวลาในการผลิตสั้นกว่า และต้นทุนการผลิตค่อนข้างต่ำกว่าเมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์ซิลิคอนชนิดโมโนคริสตัลไลน์ ดังนั้นจึงมีบทบาทสำคัญในตลาดด้วย

เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอนอสัณฐาน เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดผลึกซิลิคอนนั่นเอง คุณมีโซลาร์เซลล์ที่ไม่ต้องใช้คริสตัลลีนซิลิคอนหรือไม่? เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดนี้เรียกว่าเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอนอสัณฐาน เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอนอสัณฐานผลิตขึ้นโดยใช้ฟิล์มซิลิคอนอสัณฐานบางมาก (หนาประมาณ 1 มม.) ซึ่งใช้วัสดุซิลิกอนน้อยมาก ฟิล์มบางของเซมิคอนดักเตอร์ซิลิคอนสามารถวางลงบนแผ่นกระจกขนาดใหญ่ได้โดยตรง กระบวนการและอุปกรณ์ในการเตรียมซิลิคอนอสัณฐานนั้นเรียบง่าย โดยมีเวลาในการผลิตสั้นและใช้พลังงานต่ำ ทำให้เหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมาก อย่างไรก็ตาม ในทางตรงกันข้าม ประสิทธิภาพการแปลงของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอนอสัณฐานอยู่ที่เพียง 5% -8% ซึ่งสูงถึง 13% โดยมีความเสถียรต่ำเล็กน้อยและข้อเสียที่ชัดเจน