ทางเลือกของวัสดุส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์อย่างไร

เมนูเนื้อหา

● การแนะนำ

● ความสามารถในการดูดซับแสง

● การสร้างและการขนส่งของผู้ให้บริการ

● ความต้านทานต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม

● การออกแบบแผงโซลาร์เซลล์ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในปัจจุบันมีอยู่ในปัจจุบัน?

● แผงโซลาร์

● แผงเซลล์แสงอาทิตย์ Heterojunction (HJT)

● Tunnel ออกไซด์ติดต่อ Passivated (TopCon) แผงเซลล์แสงอาทิตย์

● แผงโซลาร์

● แผงโซลาร์เซลล์พื้นผิวด้านหลัง

● คำถามที่พบบ่อย

>> 1. ปัจจัยหลักที่มีผลต่อประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์คืออะไร?

>> 2. ประสิทธิภาพของแผงเซลล์แสงอาทิตย์สามารถปรับปรุงได้หลังจากการติดตั้งหรือไม่?

>> 3. อุณหภูมิมีผลต่อประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์อย่างไร?

>> 4. มีความแตกต่างในประสิทธิภาพระหว่างแผงโซลาร์เซลล์ประเภทต่าง ๆ หรือไม่?

>> 5. การแรเงาส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์อย่างไร

การแนะนำ:

ทางเลือกของวัสดุส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์อย่างมีนัยสำคัญ วัสดุที่แตกต่างกันมีความสามารถที่แตกต่างกันในการดูดซับแสงแดดแปลงโฟตอนเป็นอิเล็กตรอนและดำเนินการไฟฟ้า ตัวอย่างเช่นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์คุณภาพสูงเช่น monocrystalline silicon สามารถบรรลุประสิทธิภาพการแปลงที่สูงขึ้นเนื่องจากมีโครงสร้างที่สั่งซื้อมากขึ้นทำให้การเคลื่อนย้ายของอิเล็กตรอนดีขึ้น ในทางตรงกันข้ามวัสดุที่มีราคาไม่แพงบางอย่างอาจมีอัตราการดูดซับที่ต่ำกว่าหรือการรวมตัวกันใหม่ของอิเล็กตรอนและหลุมซึ่งลดประสิทธิภาพโดยรวมของแผงโซลาร์เซลล์ นอกจากนี้วัสดุที่ใช้ในการก่อสร้างของแผงควบคุมเช่นวัสดุห่อหุ้มและชั้นนำไฟฟ้ายังสามารถส่งผลกระทบต่อปัจจัยต่าง ๆ เช่นความทนทานและการสูญเสียไฟฟ้าซึ่งจะมีผลต่อประสิทธิภาพระยะยาวของแผงโซลาร์เซลล์

ความสามารถในการดูดซับแสง

ค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับ: วัสดุที่มีค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับสูงสามารถดูดซับโฟตอนมากขึ้นในความยาวเส้นทางที่สั้นกว่า ตัวอย่างเช่นเมื่อเปรียบเทียบกับซิลิคอนผลึกวัสดุ perovskite มีค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับที่สูงขึ้นในช่วงแสงที่มองเห็นได้ สิ่งนี้ช่วยให้เซลล์แสงอาทิตย์ของ Perovskite ได้รับประสิทธิภาพการดูดซับแสงสูงด้วยชั้นที่ใช้งานบางลงซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของแผงโซลาร์เซลล์

ความกว้างของ bandgap: bandgap ของวัสดุกำหนดช่วงของความยาวคลื่นของแสงที่สามารถดูดซับได้ วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่มี bandgap ที่เหมาะสมสามารถจับคู่สเปกตรัมพลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ผลึกซิลิกอนมี bandgap ประมาณ 1.1 eV ซึ่งช่วยให้สามารถดูดซับส่วนสำคัญของสเปกตรัมพลังงานแสงอาทิตย์ แต่ยังมีความยาวคลื่นบางอย่างที่ไม่สามารถใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในทางตรงกันข้ามวัสดุใหม่บางอย่างเช่นจุดควอนตัมสามารถปรับ bandgap ได้โดยการเปลี่ยนขนาดและองค์ประกอบของพวกเขา

การสร้างและการขนส่งของผู้ให้บริการ

ผู้ให้บริการเคลื่อนที่: วัสดุการเคลื่อนย้ายผู้ให้บริการสูงช่วยให้อิเล็กตรอนและรูเคลื่อนที่ได้อย่างรวดเร็วในเซมิคอนดักเตอร์ลดความน่าจะเป็นของการรวมตัวกันใหม่ ตัวอย่างเช่นในวัสดุซิลิกอนผลึกเดี่ยวที่มีความบริสุทธิ์สูงการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนนั้นค่อนข้างสูงซึ่งหมายความว่าผู้ให้บริการโฟโตเจนเนอร์สามารถรวบรวมได้อย่างรวดเร็วโดยขั้วไฟฟ้าปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงของแผงโซลาร์เซลล์

อัตราการรวมตัวกันใหม่: วัสดุที่มีอัตราการรวมตัวกันต่ำสามารถมั่นใจได้ว่าผู้ให้บริการที่มีการถ่ายภาพมากขึ้นสามารถเข้าถึงขั้วไฟฟ้าและมีส่วนร่วมในการนำไฟฟ้าในปัจจุบัน เซมิคอนดักเตอร์สารประกอบ III-V บางตัวเช่น Gallium Arsenide (GAAs) มีอัตราการรวมตัวกันค่อนข้างต่ำเนื่องจากโครงสร้างผลึกที่ยอดเยี่ยมและคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ สิ่งนี้ช่วยให้แผงโซลาร์เซลล์ที่ใช้ GAAS ได้รับประสิทธิภาพการแปลงสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแสงที่มีความเข้มสูง

ความต้านทานต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม

ความมั่นคง: วัสดุที่เสถียรสามารถรักษาประสิทธิภาพของพวกเขาได้เป็นเวลานานเพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานของแผงโซลาร์เซลล์ในระยะยาว ซิลิคอนผลึกมีความเสถียรสูงและสามารถรักษาประสิทธิภาพที่ดีในสภาพแวดล้อมที่หลากหลายเป็นเวลา 25 ปีขึ้นไป ในทางตรงกันข้ามวัสดุ perovskite บางชนิดมีแนวโน้มที่จะย่อยสลายภายใต้ความชื้นสูงอุณหภูมิสูงหรือสภาพแสงซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพระยะยาวและความน่าเชื่อถือของแผงเซลล์แสงอาทิตย์

คุณสมบัติต่อต้านการกัดกร่อนและการต่อต้านการไหลเวียน: วัสดุที่มีคุณสมบัติต่อต้านการกัดกร่อนที่ดีและการต่อต้านการมองโลกสามารถต้านทานการกัดเซาะของสภาพแวดล้อมกลางแจ้ง ตัวอย่างเช่นวัสดุห่อหุ้มของแผงเซลล์แสงอาทิตย์เช่นเอทิลีน-ไวนิลอะซิเตตโคพอลิเมอร์ (EVA) มีบทบาทสำคัญในการปกป้องส่วนประกอบภายในจากความชื้นออกซิเจนและรังสีอัลตราไวโอเลต วัสดุ EVA ที่มีคุณภาพสูงสามารถปรับปรุงความทนทานของแผงโซลาร์เซลล์และรักษาประสิทธิภาพได้ตลอดเวลา

การออกแบบแผงโซลาร์เซลล์ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในปัจจุบันมีอยู่ในปัจจุบัน?

ปัจจุบันการออกแบบแผงโซลาร์เซลล์ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดบางอย่างมีดังนี้:

แผงโซลาร์

Maxeon 7 Series ของ Maxeon: แผง Maxeon 7 Series มีประสิทธิภาพ 24.1% พวกเขาใช้เทคโนโลยีการติดต่อด้านหลังแบบ interdigitated (IBC) โดยการเคลื่อนย้ายอิเล็กโทรดไปทางด้านหลังของเซลล์แสงอาทิตย์พื้นผิวด้านหน้าของเซลล์สามารถใช้อย่างเต็มที่เพื่อดูดซับแสงหลีกเลี่ยงการสูญเสียการแรเงาที่เกิดจากบัสบาร์บนพื้นผิวด้านหน้าจึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการดูดซับแสง นอกจากนี้การใช้พื้นผิวซิลิกอนชนิด N-type ที่มีความบริสุทธิ์สูงยังช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของการขนส่งผู้ให้บริการและลดการสูญเสียการรวมตัวกันอีกครั้ง

แผงเซลล์แสงอาทิตย์ Heterojunction (HJT)

Hiku 6 ของ Canadian Solar: แผง Hiku 6 ด้านบนสุดของแคนาดาได้รับประสิทธิภาพ 23. 0% เซลล์แสงอาทิตย์ HJT มีโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ที่รวมสารตั้งต้นซิลิกอนผลึกเข้ากับฟิล์มบางซิลิคอนแบบอสัณฐาน โครงสร้างนี้จะช่วยลดการรวมตัวกันใหม่ของผู้ให้บริการและมีคุณสมบัติการเคลื่อนที่ของพื้นผิวที่ยอดเยี่ยมซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการรวบรวมของผู้ให้บริการที่มีแสง ยิ่งไปกว่านั้นแผงโซลาร์เซลล์ HJT มีประสิทธิภาพการดูดซับแสงสูงในช่วงสเปกตรัมที่กว้างและประสิทธิภาพการตอบสนองที่มีแสงน้อยที่ดี

Tunnel ออกไซด์ติดต่อ Passivated (TopCon) แผงเซลล์แสงอาทิตย์

Tiger Neo ของ Jinko Solar: ซีรี่ส์ Tiger Neo ของ Jinko Solar มีประสิทธิภาพ 23 0% เทคโนโลยี TopCon สร้างชั้นออกไซด์ของอุโมงค์บาง ๆ และชั้นซิลิกอนโพลีคริสตัลที่เจือที่ด้านหลังของเวเฟอร์ซิลิคอน โครงสร้างนี้สามารถผ่านพื้นผิวด้านหลังของเซลล์แสงอาทิตย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพลดการรวมตัวกันของผู้ให้บริการและปรับปรุงแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดและประสิทธิภาพการแปลงของเซลล์แสงอาทิตย์ นอกจากนี้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ TopCon มีลักษณะอุณหภูมิที่ดีขึ้นและสามารถรักษาประสิทธิภาพได้ค่อนข้างสูงในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูง

แผงโซลาร์

ซีรี่ส์ Neostar ของ Aiko Solar: Neostar Series ของ Aiko Solar ใช้เทคโนโลยีเซลล์ทั้งหมด (ABC) ด้วยรุ่นที่ 2 ที่มีประสิทธิภาพ 23.8% และรุ่นที่ 3 ซึ่งตั้งไว้ในปี 2025 คาดว่าจะเกิน 24.2% แผงโซลาร์เซลล์แบบตีคู่หรือรู้จักกันในชื่อแผงโซลาร์เซลล์หลายทางแยกชั้นเซมิคอนดักเตอร์สแต็คที่มี bandgaps ต่างกัน แต่ละชั้นดูดซับโฟตอนที่มีความยาวคลื่นเฉพาะทำให้สามารถจับภาพสเปกตรัมพลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างครอบคลุมมากขึ้นและเพิ่มประสิทธิภาพการแปลงโฟโตอิเล็กทริก

แผงโซลาร์เซลล์พื้นผิวด้านหลัง

ซีรี่ส์เสือสีดำของ Recom Tech: ซีรี่ส์ Tiger Black จาก Recom Tech มีประสิทธิภาพ 23.6% พวกเขาใช้สถาปัตยกรรมเซลล์ที่สัมผัสด้านหลัง TopCon ใหม่ โดยการปรับการออกแบบสนามผิวด้านหลังให้เหมาะสมการรวมตัวกันใหม่ของผู้ให้บริการบนพื้นผิวด้านหลังของเซลล์แสงอาทิตย์จะลดลงและประสิทธิภาพการรวบรวมของผู้ให้บริการจะดีขึ้น การออกแบบสนามพื้นผิวด้านหลังยังสามารถเพิ่มความสามารถของเซลล์แสงอาทิตย์ในการต้านทานการลดทอนที่เกิดจากแสงและปรับปรุงความเสถียรและประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์

คำถามที่พบบ่อย

1.Q: อะไรคือปัจจัยหลักที่มีผลต่อประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์?
A: ปัจจัยหลักรวมถึงประเภทของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้ (เช่น monocrystalline, polycrystalline หรือวัสดุฟิล์มบาง), คุณภาพของการผลิต, มุมของอุบัติการณ์ของแสงแดด, อุณหภูมิและการปรากฏตัวของการแรเงา วัสดุคุณภาพสูงที่มีการสร้างคู่และการขนส่งอิเล็กตรอนที่ดีขึ้นมุมการติดตั้งที่ดีที่สุดและการจัดการอุณหภูมิที่เหมาะสมสามารถเพิ่มประสิทธิภาพ

2.Q: ประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์สามารถปรับปรุงได้หลังจากการติดตั้งหรือไม่?
A: ในบางกรณีใช่ การทำความสะอาดอย่างสม่ำเสมอเพื่อกำจัดฝุ่นสิ่งสกปรกและเศษซากสามารถปรับปรุงการดูดซับแสง นอกจากนี้การใช้ระบบการติดตามแสงแดดสามารถมั่นใจได้ว่าแผงจะตั้งฉากกับรังสีของดวงอาทิตย์เสมอเพิ่มปริมาณแสงแดดที่พวกเขาจับและอาจปรับปรุงประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตามประสิทธิภาพพื้นฐานที่กำหนดโดยวัสดุและการผลิตไม่สามารถปรับปรุงได้โดยตรงโดยไม่ต้องเปลี่ยนแผง

3.Q: อุณหภูมิมีผลต่อประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์อย่างไร?
A: แผงโซลาร์เซลล์มักจะมีประสิทธิภาพมากขึ้นที่อุณหภูมิต่ำกว่า เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นคุณสมบัติทางไฟฟ้าของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์จะเปลี่ยนไปซึ่งนำไปสู่ความต้านทานที่เพิ่มขึ้นและการรวมตัวกันอีกครั้งของรูอิเล็กตรอน สิ่งนี้จะช่วยลดจำนวนอิเล็กตรอนที่มีอยู่สำหรับรุ่นปัจจุบันจึงลดประสิทธิภาพของแผงควบคุม ตัวอย่างเช่นสำหรับแผงซิลิกอนผลึกประสิทธิภาพสามารถลดลงได้ประมาณ 0. 5% สำหรับอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 1 องศาทุกครั้งที่สูงกว่าเงื่อนไขการทดสอบมาตรฐาน

4.Q: มีความแตกต่างในประสิทธิภาพระหว่างแผงโซลาร์เซลล์ประเภทต่าง ๆ หรือไม่?
A: ใช่. แผงเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิกอน Monocrystalline มักจะมีประสิทธิภาพสูงกว่ามักจะมีตั้งแต่ 15% - 22% หรือมากกว่า พวกเขาทำจากโครงสร้างผลึกเดี่ยวซึ่งช่วยให้การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนดีขึ้น Polycrystalline silicon panels มีประสิทธิภาพน้อยกว่าเล็กน้อยโดยทั่วไปจะมีประสิทธิภาพในช่วง 13% - 18% เนื่องจากโครงสร้างผลึกหลายชนิดที่มีขอบเขตเกรนมากขึ้นที่สามารถกระจายอิเล็กตรอน แผงเซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบาง ๆ เช่นที่ทำจาก Cadmium Telluride (CDTE) หรือ Copper Indium Gallium Selenide (CIGS) มีประสิทธิภาพที่สามารถแตกต่างกันอย่างกว้างขวางจากประมาณ 10% - 20% ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีและคุณภาพการผลิต

5.Q: การแรเงาส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์อย่างไร
A: การแรเงาอาจมีผลกระทบเชิงลบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์ แม้แต่การแรเงาบางส่วนของเซลล์เดี่ยวในแผงสามารถทำให้เกิดการส่งกำลังขนาดใหญ่เนื่องจากเอฟเฟกต์ "Hot Spot" เมื่อเซลล์ถูกแรเงามันจะกลายเป็นโหลดมากกว่าหน่วยสร้างพลังงานและกระแสโดยรวมของแผงควบคุมนั้นถูก จำกัด ด้วยเซลล์ที่แรเงา สิ่งนี้สามารถลดประสิทธิภาพของแผงทั้งหมดบางครั้งได้มากถึง 80% หรือมากกว่าขึ้นอยู่กับขอบเขตและที่ตั้งของการแรเงา