Монокристаллические и поликристаллические солнечные панели

Производители солнечной энергии постоянно тестируют новые технологии, чтобы сделать свои солнечные панели более эффективными.

В результате производство солнечной энергии расширилось до широкого спектра сотовых технологий. Попытка выяснить, почему вы должны выбрать один вариант вместо другого, может привести к путанице.

Вы когда-нибудь задумывались о разнице между монокристаллическими и поликристаллическими солнечными панелями? Или клетки N-типа против клеток P-типа? Вы находитесь в правильном месте. В этой статье будет дан общий обзор основных используемых технологий солнечных батарей и объяснены плюсы и минусы каждой из них.

БЕСПЛАТНОЕ руководство по солнечным батареям
Учить больше "

Монокристаллические, поликристаллические и тонкопленочные солнечные панели

Первый набор терминов описывает, как солнечные элементы формируются из сырья.

Традиционные солнечные элементы изготавливаются из кремния, проводящего материала. Производитель формирует необработанные кремниевые пластины в кремниевые ячейки одинакового размера.

Солнечные батареи могут быть либо монокристаллический (вырезано из одного источника кремния) или поликристаллический (из нескольких источников). Давайте посмотрим на различия между двумя вариантами.

Монокристаллические солнечные панели

Монокристаллические солнечные панели содержат элементы, вырезанные из цельного кристаллического слитка кремния. Состав этих ячеек чище, потому что каждая ячейка сделана из цельного куска кремния.

В результате монопанели немного более эффективны, чем полипанели. Они также лучше работают в условиях высокой температуры и низкой освещенности, а это означает, что они будут производить ближе к своей номинальной мощности в менее чем идеальных условиях.

Однако их производство обходится дороже, и эта более высокая стоимость перекладывается на покупателя. Монопанели немного дороже, чем поли-панели той же мощности.

Процесс производства монопанелей также более расточительный, чем альтернативный. Монопанели вырезаются из квадратных кремниевых пластин, а углы сбриваются, чтобы получилась отчетливая форма ячеек, показанная на рисунке ниже.

Наконец, монопанели имеют однородный черный цвет, потому что ячейки сделаны из цельного куска кремния. Я лично думаю, что они выглядят лучше, чем поли-панели, но, очевидно, это просто вопрос предпочтений.

Поликристаллические солнечные панели

Поликристаллические солнечные элементы состоят из нескольких кусочков кремния. Меньшие кусочки кремния формуются и обрабатываются для создания солнечного элемента. Этот процесс менее расточительный, потому что в процессе производства практически не выбрасывается сырье.

Смешанный состав ячеек придает поли-панелям их культовый синий цвет. Если вы посмотрите на них вблизи, вы увидите, что текстура и цвет неравномерны из-за того, как сделаны клетки.

Солнечные панели Poly немного менее эффективны, чем монопанели, из-за несовершенства поверхности солнечных элементов. Конечно, они дешевле в производстве, а значит, они дешевле для конечного пользователя.

Тонкопленочные солнечные панели

Большинство используемых сегодня солнечных панелей изготавливаются из монокристаллических или поликристаллических солнечных элементов.

Существует третий тип солнечной технологии, называемые тонкопленочными панелями, которые обычно используются для крупномасштабных коммунальных проектов и некоторых специальных приложений. Тонкопленочные панели создаются путем нанесения тонкого слоя проводящего материала на подложку из стекла или пластика.

Тонкопленочные панели обычно не используются в жилых помещениях, потому что они намного менее эффективны, чем моно- или поли-панели. Поскольку пространство на крыше в большом почете, жилые потребители выбирают более традиционные панели из кристаллического кремния, чтобы максимизировать производительность на доступном им пространстве.

Однако тонкопленочная технология менее затратна в производстве и становится более экономичным вариантом в больших масштабах. Для коммерческих и промышленных проектов без каких-либо ограничений по площади более низкая эффективность тонкопленочной технологии не имеет большого значения. Тонкопленочные панели часто оказываются наиболее экономичным вариантом в таких ситуациях.

Кроме того, если вы когда-либо видели гибкие солнечные панели на фургоне или лодке, тонкопленочная технология делает их возможными.

Поскольку они (как следует из названия) намного тоньше традиционной кремниевой пластины, тонкую пленку можно наносить на пластик для создания гибких солнечных панелей. Эти панели особенно хороши для жилых домов и мобильных устройств, когда у вас может не быть плоской поверхности для установки панели.

Солнечные элементы N-типа и P-типа

Предыдущий раздел описывает процесс превращения сырья в кремниевые пластины.

Этот раздел связан с процессом обработки этих пластин, чтобы превратить их в функционирующий солнечный элемент, который может генерировать электрический ток.

Что такое солнечные элементы P-типа?

Ячейки P-типа обычно изготавливаются из кремниевой пластины, легированной бором. Поскольку у бора на один электрон меньше, чем у кремния, он создает положительно заряженную ячейку.

На клетки P-типа влияет вызванная светом деградация, которая вызывает начальное падение выходной мощности из-за воздействия света. Исторически это был наиболее распространенный метод обработки солнечных элементов.

Что такое солнечные батареи N-типа?

Ячейки N-типа легированы фосфором, который имеет на один электрон больше, чем кремний, что делает ячейку отрицательно заряженной.

Клетки N-типа невосприимчивы к борно-кислородным дефектам, и, как следствие, на них не действует светоиндуцированная деградация (LID).Как и следовало ожидать, они позиционируются как вариант премиум-класса, поскольку они меньше изнашиваются в течение срока службы панели.

Вот несколько примеров панелей N-типа:

Солнечные панели N-типа

В большинстве панелей, которые мы продаем, используются ячейки P-типа, которые могут разлагаться немного быстрее, но при этом хорошо работать в течение 30+ лет.

Если принять во внимание более низкую стоимость ячеек P-типа, то, как правило, выгоднее использовать более дешевый модуль, который изнашивается немного сильнее, чем значительно более дорогая панель с чуть меньшим износом. Но эта оценка может измениться по мере развития технологии N-типа и снижения затрат с течением времени.

Другие отличия в технологии солнечных батарей

Клетки PERC

PERC означает Пассивированный эмиттер и задняя ячейка технологии. Элементы PERC отличаются дополнительным слоем материала на задней стороне солнечной панели, называемым пассивирующим слоем.

Думайте о пассивирующем слое как о зеркале. Он отражает свет, проходящий через панель, давая ему второй шанс поглотиться солнечным элементом. Ячейка поглощает больше солнечного излучения, что приводит к более высокой эффективности панели.

Технология ячеек PERC набирает обороты, потому что включение пассивирующего слоя не приводит к огромным производственным задержкам или расходам. Повышение эффективности более чем оправдывает дополнительный шаг в производственном процессе.

У Aleo Solar есть хорошая статья, которая дает больше информации об истории технологии PERC, а также дополнительную техническую информацию о том, как она работает.

Солнечные панели PERC

Полуразрезанные клетки

Полуразрезанные элементы — это именно то, на что они похожи: солнечные элементы, разрезанные пополам.

Меньший размер половинчатых ячеек дает им некоторые неотъемлемые преимущества, в основном (как вы уже догадались) повышенную эффективность по сравнению с традиционными ячейками.

Солнечные элементы передают электрический ток через ленты, которые соединяют соседние элементы в панели. Часть этого тока теряется из-за сопротивления во время транспортировки.

Поскольку полуразрезанные элементы в два раза меньше традиционных элементов, они генерируют вдвое меньший электрический ток.Меньший ток между ячейками означает меньшее сопротивление, что в конечном итоге делает ячейку более эффективной.

Кроме того, половинчатые клетки могут быть более теневыносливыми. Когда тень падает на солнечную батарею, она снижает выработку не только этой ячейки, но и всех остальных последовательно соединенных с ней ячеек.

Традиционная солнечная панель может иметь 60 солнечных элементов, соединенных последовательно. Если тень падает на один ряд ячеек, вы можете потерять треть производства этой панели.

Напротив, панель, состоящая из половинчатых ячеек, будет иметь 120 половинчатых ячеек, соединенных последовательно/параллельно с двумя цепочками по 60 ячеек. Затенение, падающее на одну струну, не повлияет на выход другой, что сводит к минимуму производственные потери, вызванные проблемами затенения.

Двусторонние солнечные панели

Двусторонние солнечные панели представляют собой панели, которые с обеих сторон обработаны токопроводящим материалом. Они предназначены для использования отраженного солнечного света, падающего на заднюю сторону панели.

Теоретически это звучит как отличная идея, потому что вы удваиваете площадь проводящей поверхности панели. Но на практике двусторонние панели требуют гораздо более дорогого монтажа, чтобы получить реальные преимущества от технологии.

Систему необходимо установить на возвышении, чтобы под массивом был зазор. Это также требует правильного отражающего материала под вашим массивом, например, белых камней под наземным креплением или белой крышей.

Двусторонние панели значительно дороже в установке, и на данный момент незначительного повышения эффективности недостаточно, чтобы окупить дополнительные затраты на установку. Двусторонние панели еще не совсем готовы к всеобщему вниманию, хотя это может измениться по мере дальнейшего развития технологии.

Какие панели выбрать для моего проекта?

Возможно, вы чувствуете некоторую информационную перегрузку прямо сейчас. Приятно разбираться в нюансах производственного процесса, но в итоге у всех возникает один вопрос: «Какой купить?»

Наш совет всегда таков: смотрите на цену за ватт и исходите оттуда.

Чтобы провести справедливое сравнение между продуктами, разделите стоимость панели на ее номинальную мощность. Результат говорит вам, сколько энергии вы будете генерировать на каждый потраченный доллар. Например:

• Солнечная панель Astronergy 365 Вт: 257 долларов США / 365 Вт = 70 центов за ватт.
• Солнечная панель Mission Solar 385 Вт: 319 долларов США / 385 Вт = 82 цента за ватт.

Переход на Mission Solar будет означать меньшее количество панелей в вашем массиве, но система в целом будет стоить дороже из-за более высокой стоимости ватта на панелях. (Оба из них представляют собой моносолнечные панели. В данном случае разница в цене заключается в том, что панели Mission Solar производятся в Америке, а Astronergy импортируется из-за границы.)

Как только вы оцените цены на равных условиях, подумайте, влияют ли на ваше решение другие факторы (например, технология сотовой связи или страна происхождения).

Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашим бесплатным руководством по покупке солнечных батарей.