Alapvető különbségek a napelemekhez használt szilícium anyagok típusai között
A napelem egy fontos technológia, amelyet a napból származó megújuló energia hasznosítására használnak. A napelemek gyártásában a szilícium a legszélesebb körben használt anyag, melynek N-típusú, monokristályos többszörösen öntött, monokristályos sűrű és monokristályos karfiol formáit széles körben tanulmányozták. Ez a cikk részletes összehasonlítást és bemutatást nyújt a napelemekben használt szilícium anyagok különböző típusairól.
N-típusú szilícium:
A napelemekben használt szilíciumanyagok P-típusú vagy N-típusúak. Az N-típusú szilíciumot a napenergia elektromos árammá alakításának nagyobb hatékonysága miatt használják. A felületén a P-típusú szilíciumhoz képest kisebb a hibák, így fényes és gyenge fényviszonyok között is jobb teljesítményt nyújt. Ezenkívül az N-típusú szilíciumban használt adalékanyagok javítják a cella teljesítményét magas hőmérsékleten.
Monokristályos, többszörösen öntött szilícium:
A monokristályos, többszörösen öntött szilícium egy napelemes technológia, amelyet úgy készítenek, hogy egy magkristályt olvadt szilíciumba mártottak. A szilícium lassan megszilárdul, egyetlen, nagy kristályt képezve. Ez az eljárás nagyobb hatásfokú napelemet eredményez, mint az elterjedtebb poliszilícium módszerek. A multi-cast módszer csökkenti a szennyeződések és hibák jelenlétét a polikristályos szilícium cellák előállításához használt eljárásokkal összehasonlítva. A többszörösen öntött szilícium napelemek gyártása azonban nagyobb kihívást jelent.
Monokristályos sűrű szilícium:
A monokristályos sűrű szilícium drágább, mint a polikristályos szilícium. Úgy állítják elő, hogy egy kis magkristályt lebegtetnek egy olvadt szilíciummal töltött tartály felületén. A szilíciumkristályok folyamatosan nőnek a magkristályon, és nagy, tiszta kristályt hoznak létre. Ez növeli a sejt hatékonyságát a polikristályos cellákhoz képest. A monokristályos szilícium nagy tisztasága kiváló tartósságot és lebomlási ellenállást is biztosít.
Monokristályos karfiol szilícium:
A monokristályos karfiol szilíciumot, más néven fekete szilíciumot, úgy állítják elő, hogy szilícium ostyákra maratják a mintát. Ez a mintázat egy erősen irányított felületi érdességből áll, amely több fotont fog be, növelve a napelemek hatékonyságát.
Összehasonlítás és következtetés:
A napelemekben használt szilícium anyagok mindegyikének megvannak a maga előnyei és hátrányai. Az N típusú anyag nagyobb konverziós hatásfokkal rendelkezik, és jobban bírja a magas hőmérsékletet, míg a monokristályos típusok nagyobb hatásfokú napelemeket termelnek. A monokristályos multicast gyártása drágább, de a hibák csökkent száma növeli a cella megbízhatóságát. A monokristályos sűrű szilícium ugyancsak drágább, de kiváló tartósságot és lebomlásállóságot biztosít. Végül a monokristályos karfiol szilícium növeli a hatékonyságot a felületi érdesség beállításával. Ezeket a különbségeket alapvetően figyelembe kell venni, amikor egy adott alkalmazáshoz megfelelő típusú napelemet választunk.