Szukaj na tym blogu

niedziela, 19 grudnia 2010

Dlaczego między ogniwami monokrystalicznymi są przerwy?

Czytelnik bloga zadał mi ostatnio ciekawe pytanie dotyczące budowy paneli fotowoltaicznych.

Każdy panel składający się z ogniw monokrystalicznych charakteryzuje się niedokładnym przyleganiem ogniw w rogach. Zazwyczaj miedzy ogniwami zostają puste przestrzenie w kształcie gwiazdy.
panel fotowoltaiczny monokrystaliczny

W panelach polikrystalicznych(multikrystalicznych) takich pustych przestrzeni jest brak. W przypadku tych paneli ogniwa dokładnie do siebie przylegają.
panel fotowoltaiczny polikrystaliczny

Przyleganie ogniw w panelu uwarunkowane jest ich budową. Jeżeli przyjrzymy się ogniwom poli i monokrystalicznym zauważymy, że: ogniwa monokrystaliczne nigdy nie są kwadratowe, lecz ich rogi zawsze są ścięte. Natomiast ogniwa polikrystaliczne są zawsze regularnymi kwadratami.

ogniwo polikrystaliczne
ogniwo monokrystaliczne


Skąd te różnice?
Najlepszym kształtem dla ogniw jest oczywiście kwadrat. W takim przypadku ogniwa mogą szczelnie wypełnić panel, przez co sprawność panelu jest niewiele mniejsza od sprawności budujących go ogniw. Z tego też powodu krzem do produkcji ogniw polikrystalicznych krystalizuje w prostopadłościennej kadzi co pozwala ciąć go w kwadratowe plastry.

Dlaczego ogniwa monokrystaliczne nie są kwadratowe?
Jak sama nazwa wskazuje ogniwa monokrystaliczne zbudowane są z jednego dużego kryształu krzemu. Takie duże monokryształy mogą być otrzymywane metodą Bridgana, topienia strefowego czy metodą Czochralskiego. Przyglądając się bliżej tej metodzie polega ona na powolnym, stopniowym wyciąganiu z roztopionego krzemu krystalicznego zarodka

otrzymywanie monokryształu metodą Czochralskiego źródło wikipedia

W rezultacie otrzymuje się cylindryczny monokryształ. Wymiary i kształt hodowanego kryształu (średnica oraz długość) kontrolowane są poprzez prędkość przesuwu i prędkość obrotową zarodka, jednak zawsze jest to kształt zbliżony do walca. Zazwyczaj średnica walca wynosi ok. 30cm a jego długość dochodzi do kilku metrów. Metodą chochralskiego produkuje się ok 80% monokryształów.
monokrystał krzemu otrzymany metodą czochralskiego

W następnym etapie produkcji ogniw monokrystalicznych walcowaty kryształ krzemu cięty jest na płytki o grubości 2-3 mm, które mają kształt koła. Wycięcie z nich kwadratowych ogniw wiązałoby się z dużymi stratami materiału.

Dlatego aby efektywniej wykorzystać cylindryczny monokryształ wycina się z niego ogniwa o kształcie ośmiokąta.


I oto cała tajemnica różnic między ogniwami mono a polikrystalicznymi



Zobacz także:

Jak obliczyć uzysk energii z baterii słonecznych

Ogniwa fotowoltaiczne i ich generacje

Fotowoltaika 
Prześlij komentarz