Der Unterschied zwischen Dünnschicht- und kristallinen Silizium-Solarmodulen

【Abstrakt】

Solarzellen haben eine lange Geschichte, befinden sich aber noch lange in der Entwicklungsphase. Wenn Sonnenlicht auf die Solarzelle trifft, erzeugt es elektrische Ladung und der Photovoltaikeffekt tritt auf. Die Ladungsmenge hängt von mehreren Faktoren ab: Batteriematerial (Silizium, Dünnschicht usw.), Batteriefläche (eine größere Batteriefläche bedeutet, dass mehr einzelne Batterien in mehr Spannung oder Strom umgewandelt werden können) und die Qualität der Lichtquelle. Die effizienteste und attraktivste Lichtquelle ist die Sonne, die leicht verfügbar und kostenlos ist.

【Text】

Der Unterschied zwischen Dünnschicht- und kristallinen Silizium-Solarmodulen:

Selbst wenn Silizium-Abfallwafer in Dünnschichtsolarmodulen verwendet werden, sind Siliziumwafer angesichts ihres Wirkungsgrads nicht unbedingt kostengünstig. Dünnschichtsolarzellen sind billiger als herkömmliche Solarmodule, aber der Wirkungsgrad ist auch geringer und die Photovoltaik-Umwandlungsrate liegt zwischen 20% und 30%.

Je nach den verwendeten Materialien können typische Dünnschichtsolarzellen in die folgenden vier Kategorien unterteilt werden: amorphes Silizium (a-Si) und Dünnschichtsilizium (TF-Si); Cadmiumtellurid (CdTe); Kupfer-Indium-Gallium-Selen (CIS oder CIGS) und farbstoffsensibilisierte Solarzellen (DSC) sowie andere natürliche Materialien.

Die Struktur von Dünnschichtsolarzellen und Siliziumkristallsolarzellen ist nicht sehr unterschiedlich, sie enthält eine sechsschichtige Struktur. In dieser Struktur ist die transparente Beschichtung mit der Antireflexionsschicht bedeckt, darunter befindet sich der PN-Übergang und dann die Kontaktplatte und das Substrat. Offensichtlich sind das Funktionsprinzip (Photovoltaik) und die kristallinen Siliziumzellen gleich.

Silizium VS Dünnschicht

Die kristalline Siliziumtechnologie gibt es schon seit einiger Zeit und hat sich als wertvoll erwiesen. Die Dünnschichttechnologie steckt noch in den Kinderschuhen, kann jedoch bei gleicher Effizienz und Zuverlässigkeit niedrigere Kosten erzielen. Wie soll ich in diesem Fall wählen?

Die Vorteile von kristallinem Silizium sind eine hohe Umwandlungseffizienz von 12 bis 24,2%, hohe Stabilität, einfache Herstellung und hohe Zuverlässigkeit. Zeit ist ein weiterer Vorteil: In den 1970er Jahren wurden kristalline Siliziummodule hergestellt, und monokristalline Siliziumplatten können rauen Umgebungen standhalten und für die Raumfahrt verwendet werden.

Weitere Vorteile sind Wärmebeständigkeit und niedrige Installationskosten. Und angesichts der Zeit der Entsorgung / des Recyclings ist Silizium umweltfreundlicher.

Der Nachteil ist, dass kristallines Silizium in Bezug auf die Anschaffungskosten das teuerste Solarmodul ist. Darüber hinaus ist der Absorptionsfaktor für Sonnenenergie sehr gering und das Material ist spröde und zerbrechlich.

Dünnschichtsolarzellen sind billiger als altmodische kristalline Siliziumsolarzellen, können auf dünnen Siliziumwafern hergestellt werden und sind flexibler und einfacher zu handhaben. Und im Vergleich zu kristallinem Silizium kann es durch äußere Stöße nicht leicht beschädigt werden.

Der Hauptnachteil von Dünnschichtsolarzellenmodulen ist der geringe Wirkungsgrad, der in einigen Anwendungen den Preisvorteil ausgleichen kann. Die Struktur ist auch komplexer, und flexible Dünnschichtbatterien erfordern spezielle Installationsfähigkeiten, sodass sie derzeit zumindest nicht in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt werden können.

Anwendung

Kristallines Silizium und Dünnschichtsolarmodule können in vielen Anwendungen eingesetzt werden. Entsprechend ihren Vor- und Nachteilen werden kristalline Siliziumzellen häufiger in Situationen eingesetzt, die eine hohe Effizienz erfordern, während Dünnschichtzellen häufig in kostengünstigen und flexibleren Situationen eingesetzt werden.

【Fazit】

Es ist zu spüren, dass Dünnschichtbatterien auf dem gegenwärtigen Markt nicht nur kristalline Siliziumbatteriemodule einholen, sondern kristallines Silizium in allen Aspekten, einschließlich Preis und Effizienz, übertreffen werden. Eine Möglichkeit, die Kosten für Dünnschichtsolarzellen zu senken, besteht darin, nicht umweltfreundliche Materialien wie Cadmium zu verwenden. Der Hersteller behauptet, dass es sicher ist, solange es gut eingeschlossen und in Gebrauch ist. Derzeit gibt es jedoch keinen Recyclingplan für solche Komponenten.