Τα χαρακτηριστικά των ηλιακών συλλεκτών
Τα χαρακτηριστικά των ηλιακών συλλεκτών :
Ένα ηλιακό πάνελ είναι μια συσκευή που μετατρέπει άμεσα ή έμμεσα την ηλιακή ακτινοβολία σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω του φωτοηλεκτρικού ή φωτοχημικού φαινομένου απορροφώντας το ηλιακό φως. Η γενική χρήση του έχει ορισμένους περιορισμούς.
Επί του παρόντος, τα υλικά κρυσταλλικού πυριτίου (συμπεριλαμβανομένου του πολυκρυσταλλικού πυριτίου και του μονοκρυσταλλικού πυριτίου) είναι τα πιο σημαντικά φωτοβολταϊκά υλικά. Με μερίδιο αγοράς άνω του 90%, και θα εξακολουθούν να είναι το κύριο υλικό για ηλιακές κυψέλες για μεγάλο χρονικό διάστημα στο μέλλον .
Μονοκρυσταλλικό πυρίτιο
Η μέση απόδοση φωτοηλεκτρικής μετατροπής των ηλιακών κυψελών μονοκρυσταλλικού πυριτίου είναι περίπου 18%. Και η υψηλότερη μπορεί να φτάσει περίπου το 25%, που είναι η υψηλότερη απόδοση φωτοηλεκτρικής μετατροπής όλων των τύπων ηλιακών κυψελών. Αλλά το κόστος παραγωγής είναι τόσο υψηλό που δεν μπορεί να είναι ευρέως χρησιμοποιημένη χρήση. Δεδομένου ότι το μονοκρυσταλλικό πυρίτιο είναι γενικά εγκλεισμένο με σκληρυμένο γυαλί και αδιάβροχη ρητίνη, είναι ανθεκτικό και έχει διάρκεια ζωής έως και 25 χρόνια.
Πολυπυρίτιο
Η διαδικασία παραγωγής ηλιακών κυψελών πολυκρυσταλλικού πυριτίου είναι παρόμοια με εκείνη των ηλιακών κυψελών μονοκρυσταλλικού πυριτίου. Αλλά η απόδοση φωτοηλεκτρικής μετατροπής των ηλιακών κυψελών πολυκρυσταλλικού πυριτίου είναι πολύ χαμηλότερη και η απόδοση φωτοηλεκτρικής μετατροπής είναι περίπου 16%. Όσον αφορά το κόστος παραγωγής, είναι φθηνότερο από τα ηλιακά κύτταρα μονοκρυσταλλικού πυριτίου. Το υλικό είναι απλό στην κατασκευή, η κατανάλωση ενέργειας εξοικονομείται και το συνολικό κόστος παραγωγής είναι χαμηλότερο, επομένως έχει αναπτυχθεί πολύ. Επιπλέον, η διάρκεια ζωής των ηλιακών κυψελών πολυκρυσταλλικού πυριτίου είναι επίσης μικρότερη από εκείνη των ηλιακών κυψελών μονοκρυσταλλικού πυριτίου. Όσον αφορά την απόδοση κόστους, τα ηλιακά κύτταρα μονοκρυσταλλικού πυριτίου είναι ελαφρώς καλύτερα.
Άμορφο πυρίτιο
Το άμορφο ηλιακό στοιχείο πυριτίου είναι ένας νέος τύπος ηλιακών κυψελών λεπτής μεμβράνης που εμφανίστηκε το 1976. Είναι εντελώς διαφορετικό από τη μέθοδο παραγωγής ηλιακών κυψελών μονοκρυσταλλικού πυριτίου και πολυκρυσταλλικού πυριτίου. Η διαδικασία είναι πολύ απλοποιημένη, η κατανάλωση υλικών πυριτίου είναι πολύ μικρή , και η κατανάλωση ρεύματος είναι χαμηλότερη.Το πλεονέκτημα είναι ότι μπορεί να παράγει ηλεκτρική ενέργεια ακόμα και σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού. Ωστόσο, το κύριο πρόβλημα των ηλιακών κυψελών άμορφου πυριτίου είναι ότι η απόδοση φωτοηλεκτρικής μετατροπής είναι χαμηλή. Το διεθνές προηγμένο επίπεδο είναι περίπου 10% και δεν είναι αρκετά σταθερό. Με την παράταση του χρόνου, η απόδοση μετατροπής μειώνεται.
Πολυσύνθετα
Τα πολυσύνθετα ηλιακά κύτταρα είναι ηλιακά κύτταρα που δεν είναι κατασκευασμένα από υλικά ημιαγωγών ενός στοιχείου. Υπάρχουν πολλές ποικιλίες έρευνας σε διάφορες χώρες, οι περισσότερες από τις οποίες δεν έχουν βιομηχανοποιηθεί, συμπεριλαμβανομένων κυρίως των εξής: α) ηλιακά κύτταρα θειούχου καδμίου β) ηλιακά κύτταρα αρσενιούχου γαλλίου γ) ηλιακά κύτταρα σεληνιούχου ινδίου χαλκού (νέα κλίση πολλαπλών ζωνών Cu( In, Ga) ηλιακά κύτταρα λεπτής μεμβράνης Se2)
Το Cu(In, Ga)Se2 είναι ένα είδος ηλιακού υλικού απορρόφησης φωτός με εξαιρετική απόδοση. Έχει πολλαπλά υλικά ημιαγωγών με ενεργειακό διάκενο ζωνών κλίσης (διαφορά επιπέδου ενέργειας μεταξύ ζώνης αγωγιμότητας και ζώνης σθένους). Το οποίο μπορεί να επεκτείνει το φασματικό εύρος της ηλιακής ενέργειας απορρόφηση, βελτιώνοντας έτσι τη φωτοηλεκτρική μετατροπή. Με βάση αυτό, μπορεί να σχεδιαστεί ένα ηλιακό στοιχείο λεπτής μεμβράνης του οποίου η απόδοση φωτοηλεκτρικής μετατροπής είναι σημαντικά υψηλότερη από αυτή ενός ηλιακού κυττάρου λεπτής μεμβράνης πυριτίου. Ο ρυθμός φωτοηλεκτρικής μετατροπής που μπορεί να επιτευχθεί είναι 18%. Επιπλέον, τέτοια ηλιακά κύτταρα λεπτής μεμβράνης δεν φαίνεται να έχουν υποβάθμιση απόδοσης που προκαλείται από την ακτινοβολία φωτός (SWE). Η απόδοση φωτοηλεκτρικής μετατροπής τους είναι περίπου 50-75% υψηλότερη από αυτή των εμπορικών ηλιακών συλλεκτών λεπτής μεμβράνης. Μεταξύ των ηλιακών κυψελών, η απόδοση φωτοηλεκτρικής μετατροπής είναι η υψηλότερη στον κόσμο.