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单晶硅和多晶硅在太阳能发电中都有什么优点呢?

来源: admin 发布于:2023-02-23 05:49:33

一、单晶硅和多晶硅在太阳能发电中都有什么优点呢?

单晶硅和多晶硅在太阳能发电中的各自优点:

1, 单晶硅的发电效率高;

2,多晶硅的成本相对低。

一:另外单晶硅和多晶硅在太阳能发电中也各有缺点:

1. 单晶硅的相对成本也高一些;

2.多晶硅的发电效率低。

3.目前单晶硅的效率一般能达到14%左右,而多晶硅只有7%左右。

二: 多晶硅是生产单晶硅的直接原料,是当代人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等半导体器件的电子信息基础材料。被称为“微电子大厦的基石”。

在太阳能利用上,单晶硅和多晶硅也发挥着巨大的作用。虽然从目前来讲,要使太阳能发电具有较大的市场,被广大的消费者接受,就必须提高太阳电池的光电转换效率,降低生产成本。从目前国际太阳电池的发展过程可以看出其发展趋势为单晶硅、多晶硅、带状硅、薄膜材料(包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜)。 从工业化发展来看,重心由单晶向多晶硅和薄膜方向发展,主要原因为;[1]可供应太阳电池的头尾料愈来愈少;[2] 对太阳电池来讲,方形基片更合算,通过浇铸法和直接凝固法所获得的多晶硅可直接获得方形材料;[3]多晶硅的生产工艺不断取得进展,全自动浇铸炉每生产周期(50小时)可生产200公斤以上的硅锭,晶粒的尺寸达到厘米级;[4]由于近十年单晶硅工艺的研究与发展很快,其中工艺也被应用于多晶硅电池的生产,例如选择腐蚀发射结、背表面场、腐蚀绒面、表面和体钝化、细金属栅电极,采用丝网印刷技术可使栅电极的宽度降低到50微米,高度达到15微米以上,快速热退火技术用于多晶硅的生产可大大缩短工艺时间,单片热工序时间可在一分钟之内完成,采用该工艺在100平方厘米的多晶硅片上作出的电池转换效率超过14%。据报道,目前在50~60微米多晶硅衬底上制作的电池效率超过16%。利用机械刻槽、丝网印刷技术在100平方厘米多晶上效率超过17%,无机械刻槽在同样面积上效率达到16%,采用埋栅结构,机械刻槽在130平方厘米的多晶上电池效率达到15.8%。 (1)单晶硅太阳能电池

目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右,最高的达到24%,这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的,但制作成本很大,以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装,因此其坚固耐用,使用寿命一般可达15年,最高可达25年。

(2)多晶硅太阳能电池

多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多,但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少,其光电转换效率约12%左右 (2004年7月1日日本夏普上市效率为14.8%的世界最高效率多晶硅太阳能电池)。 从制作成本上来讲,比单晶硅太阳能电池要便宜一些,材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低,因此得到大量发展。此外,多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲,单晶硅太阳能电池还略好。

(3)非晶硅太阳能电池(薄膜式太阳电池)

非晶硅太阳电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池,它与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同,工艺过程大大简化,硅材料消耗很少,电耗更低,它的主要优点是在弱光条件也能发电。但非晶硅太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低,目前国际先进水平为10%左右,且不够稳定,随着时间的延长,其转换效率衰减。

(4)多元化合物太阳电池

多元化合物太阳电池指不是用单一元素半导体材料制成的太阳电池。现在各国研究的品种繁多,大多数尚未工业化生产,主要有以下几种:

a) 硫化镉太阳能电池

b) 砷化镓太阳能电池

c) 铜铟硒太阳能电池(新型多元带隙梯度Cu(In, Ga)Se2薄膜太阳能电池)

Cu(In, Ga)Se2是一种性能优良太阳光吸收材料,具有梯度能带间隙(导带与价带之间的能级差)多元的半导体材料,可以扩大太阳能吸收光谱范围,进而提高光电转化效率。以它为基础可以设计出光电转换效率比硅薄膜太阳能电池明显提高的薄膜太阳能电池。可以达到的光电转化率为18%,而且,此类薄膜太阳能电池到目前为止,未发现有光辐射引致性能衰退效应(SWE),其光电转化效率比目前商用的薄膜太阳能电池板提高约50~75%,在薄膜太阳能电池中属于世界的最高水平的光电转化效率。

其优点是较少受地域限制,还具有安全可靠、无噪声、低污染、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电,而且太阳能转换效率高,建设周期短的优点。

二、太阳能电池板单晶的好还是多晶的好

各有优缺点,目前多晶销量占优势。 单晶电池:效率高,但是成本也高,适合场地较小的地方,比如屋顶; 多晶电池:效率低,但是成本也低,适合场地较大的地方,比如地面电站,沙漠,山坡等。

三、安装光伏发电选择多晶还是单晶?

做光伏发电的过程中,相信大家经常被问到一个问题:到底单晶好?还是多晶好?

总体来说,单晶和多晶各有千秋,半斤八两。没有哪一项数据绝对证明,单晶一定比多晶好,或者相反。如果必须要用简洁的语言对两种情况进行简单粗暴的对比,那么下面为大家的选择提供一个参考。

1、看历史,单晶光伏板应用早于多晶光伏板,单晶是大哥,多晶是小弟,小弟后来发展比较快。

2、看外观,单晶硅深蓝色,近乎黑色;多晶硅天蓝色,颜色鲜艳;单晶电池片四角圆弧状,多晶电池片正方形。

3、看转化率,理论上单晶效率略微高于多晶,有数据显示1%,也有数据3%,但这仅仅是理论而已,影响实际发电量因素非常多,转化效率的作用比一般人想象的要小。

4、看成本,单晶成本稍微贵于多晶,不同厂家成本不同,市场价一瓦高5分至1毛钱;

5、看衰减,度实测数据显示:单晶和多晶各有千秋,无法单从单晶、多晶角度辨别衰减快慢。相对来说产品质量(密封度、有无杂志、是否隐裂),对衰减影响更大。

6、看发电量,影响发电最大的不是单晶和多晶,而是封装、工艺、材质和应用环境。

7、看性价比,目前来说多晶性价比略高于多晶,仅仅是目前而已,过几年发生逆转也有可能。

8、看未来,单晶和多晶,谁的综合成本更低,性价比更好,谁就会占有更大份额。

对于用户来说,选择单晶还是多晶不重要,无论是单晶还是多晶,高效都是未来一致的追求目标。选择综合收益最重要! 产品的质量是决定电站收益最重要的因素。换句话说,发电量差距的决定因素不是单晶多晶的区别,而是产品质量高低的差别。好的组件和坏的组件,天差地别。

如果你是普通户用客户,不用考虑组件是单晶还是多晶,只要考虑怎么买到高质量的光伏组件就能保证收益。对于小白客户,高质量的组件就是大牌厂家的组件。什么是大牌?问百度吧,尤其要注意的是:别买冒牌货。诀窍是,不贪小便宜。

双方代表的阵营一直有争论,也一直也没有一个能够完全让大家都信服的说法。

而我们用户来说,可以从其他几个地方考虑,单晶的利用面积会比较高。比如,一个家庭用多晶可以安装5KW系统,而同样面积,用单晶可以安装到6KW,单晶在面积利用率上会比较好,另外。转化效率上目前单晶更高,电学性能更优。

多晶产品市场占有率比较高,应用的比较广,价格上有一定优势,在建设电站时更具成本优势。

最重要的一点,我们一定要知道:对于同样功率的光伏系统,对于发电量是一致的。

① 单晶硅片比多晶硅片有更高的机械强度,更低的碎片率。

② 单晶硅电池比多晶硅电池有更高的转换效率和更大的效率提升空间。

③ 25年的生命周期内,单晶硅电站的实际发电量比多晶硅电站的发电量多 (大约6%)。阳光能源光伏电站确保25年后发电功率不低于80%,保障用户的长期发电收益。

④ 在长期可靠性方面,单晶硅电站比多晶硅的衰减少3%左右。

⑤ 单晶组件比多晶硅价格高0.1-0.15元/瓦,单多晶系统端造价基本持平,单晶硅电站的投资回报率IRR比多晶电站至少高2.78%。

⑥ 单晶具有高度集约化、最大程度发挥屋顶资源的优势,在同样的屋顶面积上单晶系统比多晶安装量高7.8%,更适合分布式电站应用。

⑦ 受益于屋顶光伏安装量和对更高效产品需求的日益增长,单晶硅电池和组件产品将来数年快速占据更高的市场份额,成为光伏行业新的增长点。

目前市场上的常见的太阳能电池板按照按电池片的类型可以分为单晶、多晶、薄膜三种。其中占市场最大份额的就是多晶和单晶两种。

首先,多晶的本质其实是一种有瑕疵的单晶。单多晶的晶体生长工艺不同,单晶硅的晶面取向相同、无晶界,品质优异,而多晶硅的晶面取向不同、晶界繁杂、位错密布,晶格缺陷增多,导致单晶硅片与多晶硅片在晶体品质、电学性能、机械性能方面与单晶相比有显著差异。因此,两种材料的生产工艺与结构决定了单晶具有以下优势:

1) 单晶硅比多晶硅材料具有更低的晶格缺陷。

2) 单晶硅片比多晶硅片有更高的机械强度,更低的碎片率。

3) 单晶硅电池比多晶硅电池的少子寿命和转换效率更高,效率提升空间更大;

4) 单晶硅组件更高的集约性,更适用于屋顶等有限安装面积的分布式小型电站。

5) 单晶硅电站比多晶硅电站的实际发电量多5~6%以上,单晶硅电站长期衰减比多晶硅低至少3%以上,单晶硅电站投资回报率(IRR)比多晶电站至少高2.78%。

综上所述,单多晶材料性能对比,单晶VS多晶,行业公认单晶有绝对优势。

历史上最早用于生产太阳能电池的硅片并不像今日使用专门的设备生产的单晶硅片或者多晶硅片,而是使用半导体晶圆的边角余料或者残次品,价格相当昂贵。随着半导体晶圆的合格率逐渐提高,市场可供应的残次品晶圆越来越少。

当人们希望普及硅基太阳能电池的时候,还没有出现专门的太阳能单晶硅生产设备,半导体晶圆生产太阳能电池的成本令人望而生畏,人们转而使用浇铸、铸锭、定向凝固的方法生产晶体硅锭,这就是所谓“多晶硅片”的来源,虽然品质较差,但成本有了明显下降。

也就是说,人们从一开始就是想做单晶电池的,但是由于技术和成本所限,让多晶电池在很长一段时间内占了市场的主流。目前单晶电池是所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的。

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