Монокристаллические и поликристаллические солнечные панели (2024 г.)

Солнечные панели определяются как панели, предназначенные для поглощения солнечных лучей в качестве источника энергии для производства электроэнергии. Фотогальванический эффект достигается, когда свет преобразуется в электричество, вызванное поглощением фотонов и разрядом электронов. Эти фотоны представляют собой карманы электромагнитной энергии, а материалы, вызывающие фотоэлектрический эффект, называются фотоэлектрическими или солнечными элементами.

Солнечные элементы изготавливаются из полупроводниковых материалов, например кремния. Кремний, будучи проводящим, используется для изготовления тонких полупроводниковых пластин для формирования электрического поля, положительного и отрицательного с обеих сторон соответственно. Солнечные батареи бывают двух видов: монокристаллические и поликристаллические. Если вы собираетесь использовать солнечную энергию, важно понимать разницу между монокристаллическими и поликристаллическими солнечными панелями.  

Что такое монокристаллические и поликристаллические солнечные панели?

Монокристаллическая солнечная панель изготовлена ​​из монокристаллических кремниевых элементов. Кремний, который используется в этом случае, представляет собой монокристаллический кремний, где каждая ячейка сформирована из одного куска кремния. С другой стороны, поликристаллические солнечные панели состоят из нескольких кусочков кремния. В этом случае маленькие кусочки кремния сплавляются вместе, чтобы создать солнечный элемент.

Как производятся монокристаллические солнечные панели?

Создание слитков кремния

Первый шаг к созданию монокристаллических солнечных панелей включает извлечение чистого кремния из кварцита кварцевого песка (SiO₂) для получения металлургического кремния. Для этого используются специальные печи и SiO.₂ и углерод плавятся при температуре более 2,552 градусов по Фаренгейту, производя кремний с чистотой от 98% до 99%. Как только процесс очистки завершится, и кремний станет чистым на 99.999 %, преобразован в единый кремниевый слиток. Слиток кремния зависит от градиентов температуры, скорости охлаждения и скорости вращения.

Изготовление кремниевых пластин

С помощью проволочной пилы этот единственный слиток кремния нарезается на тонкие пластины толщиной 1 мм или 0.0393 дюйма. Эти пластины дополнительно моются и полируются, чтобы удалить все частицы пыли и царапины.

Делаем вафли эффективными

Поверхность пластины плоская, и световые лучи могут отражаться. Поэтому поверхность шероховатая и травленая, чтобы обеспечить многократное преломление света, повышая уровень эффективности.

Вещание

Кремниевые пластины представляют собой материал p-типа (положительно заряженный). Им нужен положительно-отрицательный переход для проведения электричества. На пластину добавляется слой отрицательно заряженного фосфора, и пластина перемещается в печь при температуре 1,652 градуса по Фаренгейту и в нее вводится азот. Смешивание азота с фосфором создает слой отрицательного типа в p-n переходе.

Улучшение проводимости

Проводящий серебряный сплав прижимается к передней части кремниевой пластины, чтобы уменьшить любые потери электричества и обеспечить идеальную передачу мощности для проводимости.

сборка

Заключительный этап производственного процесса включает в себя сборку пластин в ряды и столбцы.

Как производятся поликристаллические солнечные панели?

Лучшим поликристаллическим солнечным панелям также нужен кремний высокой чистоты. но используют осколки кремния вместо одного слитка. После процесса очистки кремний подвергается фрагментации при охлаждении. Фрагменты расплавляют и заливают в тигли кубической формы и разрезают на пластины. Остальная часть процесса аналогична лучшей монокристаллической солнечной панели.  

Монокристаллические и поликристаллические солнечные панели: подробное сравнение

Как монокристаллические, так и поликристаллические солнечные панели используются для преобразования солнечной энергии в электричество. Однако между двумя типами солнечных панелей есть различия в составе их ячеек.

Солнечные элементы, используемые на монокристаллических панелях, сделаны из кремниевых пластин, где кремниевые стержни сделаны из одноэлементного кремния, и они нарезаны на тонкие пластины. Электроны имеют больше места для перемещения, что обеспечивает больший поток энергии.

Солнечные элементы, используемые в поликристаллических солнечных панелях, состоят из нескольких кусочков кремния, которые расплавляются с образованием тонких пластин. Они также известны как мультикристаллические панели. В поликристаллических солнечных элементах у электронов меньше места для перемещения из-за большого количества кристаллов.

На что они похожи?

Монокристаллические и поликристаллические солнечные панели выглядят по-разному. Например, монокристаллические солнечные панели имеют темно-черный цвет и равномерную темноту. Тонкие кремниевые пластины будут иметь закругленные края из-за их цилиндрической формы, создающей зазоры между ячейками.

Поликристаллические солнечные панели будут казаться более голубыми из-за того, как солнечный свет падает и взаимодействует с несколькими кристаллами. Кремниевые пластины не будут выглядеть круглыми, потому что они вырезаны из тиглей кубической формы.

Из каких материалов они сделаны?

Монокристаллические солнечные батареи состоят из кварцевый песок, кварцит. Чистый кремний извлекается из кварцита для получения металлургического кремния. Затем кремний очищают и превращают в единый слиток. Одиночный слиток представляет собой однородный и цилиндрический кристалл.

Поликристаллические солнечные элементы изготавливают также из кварцевого песка, кварцита. Однако используется много фрагментов кремния. Расплавленный кремний фрагментируется при охлаждении и переплавляется в тигли кубической формы.  

Сколько стоят монокристаллические и поликристаллические панели?

Одним из недостатков монокристаллических солнечных панелей является то, что они дороже, чем поликристаллические панели. Во многом это связано с производственным процессом. Производство поликристаллических солнечных панелей потребляет меньше энергии и производит меньше отходов, чем монокристаллические панели. Это делает монокристаллические солнечные панели более дорогими.

Производство монокристаллических солнечных панелей является энергоемким, и они производят намного больше кремниевых отходов, чем поликристаллические солнечные панели. Если у вас ограниченный бюджет, обязательно проведите тщательный анализ затрат и выгод, чтобы отличить монокристаллические солнечные панели от поликристаллических.

Монокристаллические и поликристаллические солнечные панели: эффективность

Монокристаллические солнечные элементы изготовлены из кремния высшего качества с монокристаллической структурой, благодаря которой электричество течет практически без сопротивления, имея больше места для перемещения. Однако в случае поликристаллических солнечных элементов фрагменты, из которых изготавливаются элементы, вызывают более низкие показатели эффективности с 14 до 16%. Это один из недостатков поликристаллических солнечных панелей.

А как у них с температурными коэффициентами?

Изучая температурные коэффициенты солнечных батарей, нужно понять, насколько хорошо они функционируют. Монокристаллические солнечные элементы имеют температурный коэффициент от -0.3%/°C до -0.5%/°C. Если температура повысится на один градус (по Цельсию), монокристаллические элементы, вероятно, потеряют уровень эффективности от 0.3% до 0.5%.

С другой стороны, поликристаллические солнечные элементы имеют высокий температурный коэффициент и будут терять больше своих уровней эффективности при повышении температуры, особенно в жарких местах.

Как долго могут служить монокристаллические и поликристаллические панели?

Срок службы солнечной панели зависит от скорости деградации и ежегодной потери энергии. Каждый год будет наблюдаться снижение выходной мощности примерно от 0.3% до 1%. Следовательно, солнечные панели имеют скорость деградации от 0.3% до 1%.

Монокристаллические солнечные панели теряют эффективность от 0.3% до 0.8%, а скорость их деградации составляет около 0.5%. Через первые десять лет панели будут работать с КПД 95%, а через двадцать лет — с КПД 90%. Как правило, монокристаллические солнечные системы имеют гарантию 25 лет и более.

Поликристаллические солнечные панели теряют уровень эффективности быстрее, чем монокристаллические панели. Но они все еще могут иметь продолжительность жизни около двадцати пяти лет.

Каковы известные бренды в этих областях?

Технология солнечных панелей с годами стала очень продвинутой, и существует множество инновационных технологий. солнечные панели доступны на рынке. Некоторые из наиболее популярных брендов включают в себя:

• Солнечная энергия
• Panasonic
• LG
• Канадский солнечный
• Джинко Солар
• Трина Солар
• РЭЦ Солнечная
• Силфаб
• Q КЛЕТКИ

В 2020 году SunPower, Panasonic и LG лидировали в отрасли благодаря высокому уровню эффективности и конкурентоспособным ценам. В большинстве случаев солнечные панели изготавливаются из монокристаллических солнечных элементов, что делает их более эффективными при преобразовании солнечного света. Они также имеют более эстетическую привлекательность благодаря равномерному черному оттенку.

Сравнение монокристаллических и поликристаллических солнечных панелей

	Монокристаллические солнечные панели для продажи	Поликристаллические солнечные панели для продажи
Внешний вид	Равномерный черный оттенок	Синий оттенок со слегка неравномерной текстурой и цветом
Материалы	Один кристалл кремния высокого качества	Несколько фрагментов кремния сплавились вместе
Цена	Более дорогой	Дешевле
Эффективность	15 - 20%	13 - 16%
Температурный коэффициент	от -0.3 %/°C до -0.5 %/°C	от -0.3 %/°C до -1 %/°C
Продолжительность жизни	25 лет или более	25 лет или более
Ведущие бренды	Монокристаллические солнечные панели SunPower, монокристаллические солнечные панели LG, Panasonic, Canadian Solar, Jinko Solar, REC Solar	Поликристаллические солнечные панели Hanwha, Kyocera, Trina Solar, Поликристаллические солнечные панели Hyundai, SolarWorld

Какой тип панели выбрать? Плюсы монокристаллических солнечных панелей против плюсов поликристаллических солнечных панелей

Когда вы хотите установить солнечные панели для своих домов, вам придется сделать выбор между монокристаллическими солнечными панелями для продажи и поликристаллическими солнечными панелями для продажи, учитывая их плюсы и минусы. Есть и другие факторы, которые необходимо учитывать. Они включают:

Космические условия: Где я планирую установить панели?

Выбор солнечной панели будет зависеть от места, доступного для установки. Если у вас меньше места на крыше, вы можете выбрать более эффективную солнечную панель, например монокристаллическую. Чем выше может быть стоит, так как вы будете максимизировать выход электроэнергии. Если, с другой стороны, вы устанавливаете ее на земле или у вас гораздо больше места на крыше, может быть более экономичным выбрать поликристаллическую солнечную панель.

Каковы климатические условия в моем районе?

Если вы живете в более жарких регионах и сталкиваетесь с жаркими климатическими условиями, вам может быть лучше с монокристаллическими солнечными панелями, поскольку они выдерживают больше тепла. Существует вероятность снижения срока службы поликристаллических солнечных панелей в жарких регионах, особенно в пустынном климате.

Каковы варианты финансирования? Каковы различия между ними?

Лучшие монокристаллические солнечные панели или лучшие поликристаллические солнечные панели иногда могут не вписываться в ваш бюджет. Возможно, вам придется сравнить бренды и их соответствующие цены, прежде чем сделать свой выбор. Установка солнечных панелей потребует первоначальных инвестиций, и есть доступные солнечные кредиты. Есть также варианты аренды солнечных батарей.

Солнечные кредиты

Если ваша ежемесячная экономия на счетах за электроэнергию будет больше, чем ежемесячный платеж по кредиту, кредиты на солнечную энергию будут хорошим выбором. Солнечные кредиты будут предлагать ту же структуру, что и кредиты на улучшение дома. У вас также может быть доступ к субсидированным кредитам на солнечную энергию в определенных частях страны с низкими процентными ставками. Покупка вашей системы солнечных батарей напрямую может дать вам определенные стимулы и налоговые льготы.

Соглашение об аренде солнечной энергии или покупке электроэнергии

Вы можете выбрать аренду солнечной или электрической энергии, которая аналогична аренде солнечной системы. Сторонний владелец системы солнечных панелей примет ставку ниже рыночной на время действия. Соглашение об аренде или покупке электроэнергии (PPA) может помочь вам сэкономить до 30 % ежемесячно на счетах за электроэнергию, и при этом не потребуется никаких первоначальных затрат. Сторонний владелец также несет ответственность за техническое обслуживание. В конце периода аренды у вас может быть возможность купить его по рыночной цене или удалить его из вашей собственности.

Другие индивидуальные предпочтения

Личные предпочтения при выборе систем солнечной энергии будут зависеть от внешнего вида, торговой марки и цены (солнечные кредиты по сравнению с солнечной арендой). Лучшие монокристаллические солнечные панели имеют равномерный черный оттенок, тогда как лучшие поликристаллические солнечные панели имеют неравномерные оттенки синего. У вас может быть любимый бренд, известный своим качеством, или вы можете выбрать определенный бренд из-за его доступности.

Углубляясь в мир солнечных панелей: какие есть другие технологии?

В солнечном мире появилось много передовых технологий солнечных панелей, и инновации в этих областях продолжаются.

Панели солнечных батарей PERC

Технология PERC (пассивированный эмиттер и задняя ячейка) становится все более популярной. Ячейки PERC имеют дополнительный слой, пассивирующий слой под солнечной панелью. Это действует как зеркало и отражает солнечный свет, проникающий через панель. Технология PERC также обеспечивает более высокое поглощение излучения, что делает его более эффективным.

Двусторонние солнечные панели

Двусторонние солнечные панели содержат проводящий материал с обеих сторон панели. Это, в свою очередь, максимизирует эффективность панели в отражении солнечного света. Двусторонние панели воротника должны быть установлены в приподнятом положении, чтобы максимально использовать обе стороны панели. Лучше всего, если кровля под панелью содержит хороший отражающий материал. В настоящее время установка двусторонней солнечной панели обходится дороже.

Полуразрезанные солнечные панели

Размер солнечных элементов уменьшен вдвое, поэтому они меньше по размеру, что обеспечивает повышенную эффективность. Размер этих элементов вдвое меньше, чем у обычных солнечных элементов, и они будут производить половину электрического тока, тем самым уменьшая сопротивление и делая их более эффективными.

Полуразрезанные солнечные элементы также более устойчивы к тени. Эффективность ячейки будет снижена, если на них упадет тень, и это повлияет на другие ячейки в этой серии. Будут значительные потери производства от солнечной панели. Поскольку половинчатые ячейки имеют разную разводку, производственные потери могут быть сведены к минимуму.

Гибкие солнечные панели

Помимо обычных монокристаллических и поликристаллических солнечных панелей, существует солнечная технология, называемая гибкими солнечными панелями. Они могут быть изготовлены в виде кристаллических гибких панелей или тонкопленочных панелей. Тонкопленочные панели имеют тонкий слой проводящего материала, помещенный поверх пластины на основе стекла или пластика.

Хотя гибкие солнечные панели дешевле, они также считаются менее эффективными. Если у вас нет ограничений по пространству, гибкие солнечные панели могут стать для вас правильным выбором.

Солнечная фотоэлектрическая черепица

Солнечная фотоэлектрическая черепица или солнечная фотоэлектрическая черепица являются наиболее практичными новшествами и становятся все более популярными. Одиночные солнечные фотоэлектрические панели могут копировать внешний вид и функции более традиционных кровельных материалов, таких как шифер или асфальт. Они позволяют вам наслаждаться эстетикой, а также эффективностью солнечной энергии. Более того, такая солнечная кровля может увеличить стоимость вашего дома и в то же время обеспечить отличную солнечную энергию.

Прозрачные солнечные панели

Прозрачные солнечные панели — это инновация для производства солнечной энергии из стеклянных окон, будь то в ваших домах или офисах. Эта инновация включает в себя прозрачный люминесцентный солнечный концентратор (TLSC), который превращает стеклянные окна в солнечные панели.

Прозрачные солнечные панели еще не стали коммерчески жизнеспособными, и поэтому их стоит ожидать в будущем. Такие панели станут частью домов и офисов с большими стеклянными окнами, заменяющими нынешние обычные стеклянные окна. Каждое здание можно превратить в генератор солнечной энергии, оставаясь при этом эстетически привлекательным.

Заключительное слово

Солнечная энергия существует уже давно и, вероятно, продолжают оставаться самой устойчивой формой доступной энергии на планете.

Для передовые солнечные технологии и продолжающиеся исследования по созданию более эффективных, устойчивых и доступных солнечных панелей, что жизненно важно, когда налоги, цены на газ и стоимость продуктов питания растут из-за текущей политики, имеет смысл использовать солнечную энергию в домах и офисах. насколько это возможно.

Использование доступной солнечной энергии и использование инновационных технологий сделают наш мир более устойчивым. На рынке уже есть много жизнеспособных вариантов солнечных панелей. Все, что вам нужно, это провести небольшое исследование и сравнить затраты и выгоду различных брендов с точки зрения эффективности и доступности, а затем выбрать солнечную панель, которая идеально соответствует вашим потребностям.