كيف تقارن كفاءة التحويل للخلايا الشمسية أحادية البلورة بأنواع أخرى من الخلايا؟

خلايا شمسية أحادية البلورة لها مزايا واضحة لفعالية التحويل على أنواع أخرى من الخلايا ، تنعكس بشكل رئيسي في مواد السيليكون عالية النقاء والبنية البلورية العادية. نظرًا لأن السيليكون أحادي البلورة له بنية بلورية مثالية للغاية ، فإن سرعة ترحيل الإلكترونات الموجودة فيه أسرع ، مما يقلل من فرصة إعادة تركيب الناقلات المولدة على حدود الحبوب ، بحيث يمكنها تحويل طاقة الضوء بشكل أكثر كفاءة إلى طاقة كهربائية. في المقابل ، فإن التركيب البلوري للخلايا الشمسية متعدد الكريستالات غير منتظم نسبيًا ، ووجود حدود الحبوب يعيق تدفق الإلكترونات ، مما يؤدي إلى فقدان الطاقة ، وبالتالي فإن كفاءة التحويل الكهروضوئية منخفضة نسبيًا.
على الرغم من أن الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة أكثر مرونة في عمليات استخدام المواد وعمليات الإنتاج ولديها تكاليف أقل ، إلا أن كفاءة التحويل الكهروضوئية ليست جيدة مثل الخلايا أحادية البلورة بسبب قدرتها على امتصاص الضوء الضعيف للمادة نفسها واستخدام الأرق طبقات نشطة. على الرغم من أنه يمكن ثني خلايا الأغشية الرقيقة وتثبيتها بمرونة على أسطح مختلفة ، مما يجعلها مفيدة في بعض سيناريوهات التطبيقات المحددة (مثل بناء الخلايا الكهروضوئية المتكاملة) ، لا تزال الخلايا الشمسية أحادية البلورة تهيمن على أنظمة توليد الطاقة الشمسية على نطاق واسع تقليدي لأنها يمكن أن تولد المزيد من الكهرباء في نفس منطقة الوحدات النمطية الضوئية.
تتأثر كفاءة الخلايا الشمسية أحادية البلورة أيضًا بأنواع مختلفة من مواد السيليكون. على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي استخدام مواد السيليكون أحادية الجودة عالية الجودة وعمليات التصنيع المتقدمة (مثل تقنية PERC ، وتكنولوجيا الخلايا الثنائية الجيرية ، وما إلى ذلك) إلى تحسين كفاءة الخلايا الشمسية أحادية البلورة. من خلال تحسين قدرة امتصاص الضوء للسيليكون وتقليل انعكاس سطح الخلية ، اقتربت كفاءة الخلايا أحادية البلورة أو حتى تجاوزت 25 ٪ ، والتي يصعب تحقيقها نسبيًا في أنواع أخرى من الخلايا.
في أنظمة الطاقة الشمسية عالية الكفاءة ، لا تنعكس مزايا الخلايا أحادية البلورة فقط في توليد الطاقة العالية لكل وحدة ، ولكن أيضًا في متانتها واستقرارها الممتاز. على الرغم من أن تكلفة التصنيع للخلايا أحادية البلورة مرتفعة نسبيًا ، من حيث العائد على المدى الطويل على الاستثمار ، فإن كفاءة التحويل المرتفعة لها تعني أنها يمكن أن توفر المزيد من إنتاج الطاقة على مدى عمر خدمة أطول ، وبالتالي تعويض تكلفة استثماراتهم الأولية الأعلى. خاصة في سيناريوهات التطبيق حيث تكون المساحة محدودة أو توليد الطاقة العالية ، فإن الخلايا الشمسية أحادية البلورة هي التكنولوجيا المفضلة.
على الرغم من أن الخلايا الشمسية أحادية البلورة ذات كفاءة عالية ومكلفة نسبيًا في السوق ، فقد انخفضت تكلفة الخلايا أحادية البلورة تدريجياً مع التقدم المستمر لتكنولوجيا الإنتاج وتحسين وفورات الحجم. في الوقت نفسه ، يستكشف الباحثون باستمرار طرقًا لتحسين كفاءة التحويل لمواد السيليكون أحادي البلورة ، مثل زيادة كفاءة التحويل الكهروضوئية من خلال الهياكل الكهروضوئية المبتكرة ، والتكنولوجيا النانوية ، أو مواد إلكترونية جديدة ، والتي قد تجعل الخلايا أحادية البلورة أكثر فعالية في أو اقتصادا في Future.3