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单晶硅与多晶硅的区别与用途

文章出处:人气:14发表时间:2018-5-28 21:21:50

    一、单晶硅与多晶硅介绍与用途

单晶硅.jpg

    单晶硅硅有晶态和无定形两种同素异形体。晶态硅又分为单晶硅和多晶硅,它们均具有金刚石晶格,晶体硬而脆,具有金属光泽,能导电,但导电率不及金属,且随温度升高而增加,具有半导体性质。


    单晶硅在日常生活中是电子计算机、自动控制系统等现代科学技术中不可缺少的基本材料。电视、电脑、冰箱、电话、手表、汽车,处处都离不开单晶硅材料,单晶硅作为科技应用普及材料之一,已经渗透到人们生活中的各个角落。


    多晶硅多晶硅是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝固时,硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核,如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则这些晶粒结合起来,就结晶成多晶硅。多晶硅可作拉制单晶硅的原料,多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。例如,在力学性质、光学性质和热学性质的各向异性方面,远不如单晶硅明显;在电学性质方面,多晶硅晶体的导电性也远不如单晶硅显著,甚至于几乎没有导电性。在化学活性方面,两者的差异极小。多晶硅和单晶硅可从外观上加以区别,但真正的鉴别须通过分析测定晶体的晶面方向、导电类型和电阻率等。


    用途:是制造半导体硅器件的原料,用于制大功率整流器、大功率晶体管、二极管、开关器件等。


    (1)单晶硅太阳能电池

单晶硅电池.jpg

    目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为17%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,使用寿命最高可达25年。


    (2)多晶硅太阳能电池

多晶硅电池.jpg

    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15%左右。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)

非晶硅电池.jpg

    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。


    二:硅片外观上的区别


    1.从外观上面看的话


    单晶硅电池的四个角呈现圆弧状,表面没有花纹;而多晶硅电池的四个角呈现方角,表面有类似冰花一样的花纹;而非晶硅电池也就是我们平时说的薄膜组件,它不像晶硅电池可以看出来栅线,表面就如同镜子一般清晰、光滑。


    2.使用上面的区别


    对于使用者来说,单晶硅电池和多晶硅电池没有太大的区别,它们的寿命和稳定性都很好。虽然单晶硅电池平均转换效率要比多晶硅高1%左右,但由于单晶硅电池只能做成准正方形(四边都是圆弧状),因此当组成太阳能电池板的时候就会有一部分面积填不满;而多晶硅是正方形,所以不存在这样的一个问题,它们的优缺点具体如下:


    晶硅组件:单块组件功率相对较高。同样占地面积下,装机容量要比薄膜组件高。但组件厚重易碎,高温性能较差,弱光性差,年度衰减率高。


    薄膜组件:单块组件功率相对略低。但发电性能高,高温性能佳,弱光性能好,阴影遮挡功率损失较小,年度衰减率低。应用环境广泛,美观,环保。


    3.制造工艺


    多晶硅太阳能电池制造过程中消耗的能量要比单晶硅太阳能电池少30%左右,因此多晶硅太阳能电池占全球太阳能电池总产量的份额大,制造成本也小于单晶硅电池,所以使用多晶硅太阳能电池将会更加的节能、环保!


    其实可供制造太阳电池的半导体材料很多,随着材料工业的发展、太阳电池的品种将越来越多。目前已进行研究和试制的太阳电池,除硅系列外,还有硫化镉、砷化镓、铜铟硒等许多类型的太阳电池,举不胜举,通常这些材料都会用来制作非晶硅电池。


    所以,我们在选择光伏组件的时候,建议根据实际情况选择晶体硅光伏组件比较成熟的产品,对于单晶、多晶,一直有争论,我们安装商对家庭光伏发电系统的发电量并无多大区别,单晶的利用面积会比较高,单晶在面积利用率上会比较好;多晶市场比例比较高,应用的比较广,价格方面也是有一定的优势,但我们要明白一点,对于同样功率的光伏系统,对于发电量是一致的。


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