Monokristályos napelemek műszaki iterációja
A monokristályos napelemek számos technikai iteráción estek át, hogy idővel javítsák hatékonyságukat és teljesítményüket. Íme néhány figyelemre méltó előrelépés a monokristályos napelemek technológiájában:
1. Továbbfejlesztett kristálynövekedési technikák:
A kezdeti monokristályos szilícium öntvények, amelyeket a korai paneleknél használtak, alacsonyabb tisztaságúak voltak, ami csökkentette a hatékonyságot. A kristálynövekedési technikák, például a Czochralski-módszer és a Float-Zone módszer fejlődése azonban lehetővé tette jobb minőségű egykristályos szilícium előállítását.
l Czochralski-módszer: Ez a módszer magában foglalja a nagy tisztaságú szilícium megolvasztását, majd az olvadt anyagból egy magkristály lassú kihúzását, lehetővé téve, hogy az egykristályos szerkezetté szilárduljon. Széles körben használták jobb kristályminőségű, nagyméretű szilíciumtömbök készítésére.
l Úszózóna módszer: Ennél a technikánál egy kis magkristályt megolvasztanak, és lassan felfelé húzzák a forró zónán keresztül, ami egy egykristályos szilíciumrudat eredményez. Az eljárás csökkenti a szennyeződések mennyiségét, ami nagyobb hatékonyságot eredményez.
2. Passzivációs rétegek:
A rekombinációs veszteségek minimalizálása és a napelemen belüli elektronmobilitás fokozása érdekében passzivációs rétegeket adtak a monokristályos napelemek elülső és hátsó felületéhez. Ezek a rétegek, amelyek jellemzően szilícium-nitridből (SiNx) vagy alumínium-oxidból (Al2O3) készülnek, csökkentik a felületi rekombinációt, ezáltal javítva a cella hatékonyságát és az általános energiaátalakítást.
3. Felületi textúra:
A felületi textúra durva vagy texturált felület létrehozására vonatkozik a napelem elülső oldalán a visszaverődési veszteségek csökkentése érdekében. Ez a technika több fényt enged be a sejtbe, és növeli a fényelnyelést. Különböző textúrázási módszereket fejlesztettek ki, mint például a maratást vagy a plazmával javított kémiai gőzleválasztást (PECVD), hogy optimalizálják a felületi textúrát és javítsák a cella általános teljesítményét.
4. Fémezési rácsok:
A napelemben megtermelt villamos energiát összegyűjtő fém érintkezők vagy rácsok fejlesztésen mentek keresztül az árnyékolási és ellenállási veszteségek csökkentése érdekében. A szitanyomtatási technológia fejlődése lehetővé tette finomabb és hatékonyabb fémező rácsok előállítását, javítva az áramfelvételt és javítva az általános hatékonyságot.
5. Hátsó érintkezésű napelemek:
A hagyományos monokristályos napelemek elülső oldalán fém érintkezők vannak, ami némi árnyékolási veszteséget okoz. A hátsó érintkezős napelemek, más néven hátérintkezős vagy hátsó kibocsátó cellák, az összes fém érintkező a hátsó felületre van szerelve. Ez a kialakítás kiküszöböli az árnyékolási veszteségeket és javítja a fényelnyelést, ami nagyobb hatékonyságot eredményez.
6. Passzivált emitterek és hátsó lokálisan szórt (PERL) technológia:
A PERL technológia egyesíti a passzivált emittert és a hátsó lokálisan szórt szerkezetet. Ez magában foglalja egy vékony amorf szilíciumréteg hozzáadását a cella hátsó oldalához, amely passzivációs rétegként és hátsó felületi mezőként is működik. A PERL technológia csökkenti a rekombinációs veszteségeket és fokozza a fotonabszorpciót, ami nagyobb hatékonyságot eredményez.
7. Többsínes technológiák:
A monokristályos napelemek hagyományosan két gyűjtősínt használtak a megtermelt villamos energia összegyűjtésére. Azonban megjelentek a többsínes technológiák, amelyek növelik a gyűjtősínek számát az ellenállási veszteségek minimalizálása és az áramfelvétel javítása érdekében. A több gyűjtősín egyenletesebb áramelosztást biztosít, csökkenti a napelem belső ellenállását és javítja az általános teljesítményt.
Ezek a technikai iterációk hozzájárultak a monokristályos napelemek hatékonyságának és teljesítményének növeléséhez. A jobb minőségű kristálynövekedési módszerek, a fejlett passzivációs rétegek, a felületi textúra, a továbbfejlesztett fémezés és az innovatív cellatervek együttesen ösztönözték a monokristályos szoláris technológia folyamatos fejlesztését és alkalmazását.