Quels sont les différents matériaux des panneaux solaires

Lorsqu’il s’agit de panneaux solaires, tout le monde les connaît. Mais si l’on souhaite distinguer les matériaux des panneaux solaires, ceux qui ne connaissent pas l’industrie photovoltaïque ne l’ignorent pas forcément, car il existe encore des différences importantes entre les différents matériaux. Voici une vulgarisation scientifique pour aider chacun à comprendre plus rapidement les matériaux et les différences des panneaux solaires.

Avant d’aborder les différences, permettez-moi d’abord d’expliquer la morphologie du silicium en tant que matière première. Le silicium possède deux types d’allotropes : cristallin et amorphe. Le silicium cristallin est divisé en silicium monocristallin et silicium polycristallin. La différence entre le silicium monocristallin et le silicium polycristallin dépend principalement de la structure formée. Lorsque le silicium élémentaire fondu se solidifie, les atomes de silicium sont disposés sous la forme d’un réseau de diamant, formant de nombreux noyaux cristallins. Si ces noyaux cristallins se transforment en grains ayant la même orientation du plan cristallin (c'est-à-dire que chaque grain a un plan cristallin uniforme et que ces grains sont parallèles et combinés), du silicium monocristallin se forme. Si ces noyaux cristallins se transforment en grains ayant des orientations cristallines différentes, il se forme du silicium polycristallin contenant de nombreuses impuretés et défauts structurels.

Par conséquent, en substance, le silicium monocristallin et le silicium polycristallin sont fondamentalement le même matériau, qui ont tous deux un réseau de diamant, des cristaux durs et cassants, un éclat métallique et peuvent conduire l'électricité, mais leur conductivité est inférieure à celle des métaux et augmente avec la température. Ils ont des propriétés semi-conductrices et sont des matériaux semi-conducteurs. Cependant, en raison des différences dans la structure cristalline et la teneur en impuretés, la texture cristalline est différente. En conséquence, l'indice de réfraction de la lumière et la conduction du courant diffèrent également. Jetons un coup d'œil aux fonctionnalités spécifiques ci-dessous.

Les cellules solaires en silicium monocristallin sont fabriquées à partir de tranches de silicium monocristallin. Dans les matériaux à base de silicium monocristallin, les atomes de silicium sont disposés de manière périodique et ordonnée dans l'espace, présentant un ordre à longue portée. Cet ordre est bénéfique pour améliorer l’efficacité de conversion des cellules solaires. Actuellement, le rendement de conversion des cellules solaires en silicium monocristallin est de 14 % -17 %, ce qui peut atteindre jusqu'à 24 %. Le processus de production est mature et les produits sont pour la plupart rectangulaires arrondis, de couleur noire, sans motifs en surface. Ils sont largement utilisés dans les produits aérospatiaux et de haute technologie. Cependant, le processus de fabrication de cellules solaires en silicium monocristallin est complexe, prend du temps, nécessite une consommation d'énergie élevée et entraîne des coûts élevés.

Les cellules solaires en silicium polycristallin sont constituées de matériaux en silicium polycristallin, qui sont des agrégats de nombreuses particules monocristallines. La taille et l’orientation cristalline de chaque particule monocristalline sont différentes les unes des autres. Par conséquent, il existe des défauts et des impuretés dans la structure cristalline, ce qui entraîne une efficacité de conversion de l'énergie solaire d'environ 13 % à 15 %, pouvant atteindre jusqu'à 20 %. Les produits sont pour la plupart des rectangles à angle droit, de couleur bleue, et, après une inspection plus approfondie, ils présentent des motifs ressemblant à des fleurs de glace. Les cellules solaires en silicium polycristallin ont moins de processus de production, des délais de production plus courts et des coûts de fabrication relativement inférieurs à ceux des produits en silicium monocristallin, elles occupent donc également une position importante sur le marché.

Cellules solaires en silicium amorphe, cellules solaires en silicium cristallin, c'est tout. Avez-vous des cellules solaires qui ne nécessitent pas de silicium cristallin ? Ce type de cellule solaire est appelé cellule solaire en silicium amorphe. Les cellules solaires en silicium amorphe sont fabriquées à partir d'un film de silicium amorphe très fin (environ 1 mm d'épaisseur), qui consomme très peu de silicium. Des films minces de semi-conducteurs en silicium peuvent être déposés directement sur de grandes plaques de verre. Le processus et l'équipement de préparation du silicium amorphe sont simples, avec un temps de fabrication court et une faible consommation d'énergie, ce qui le rend adapté à une production de masse. Cependant, en revanche, le rendement de conversion des cellules solaires en silicium amorphe n'est que de 5 % -8 %, atteignant jusqu'à 13 %, avec une stabilité légèrement médiocre et des inconvénients évidents.