Klasyfikacja materiałów paneli słonecznych

Obecnie krystaliczne materiały krzemowe (w tym polikrzem i monokrystaliczny krzem) są najważniejszymi materiałami fotowoltaicznymi, z udziałem w rynku wynoszącym ponad 90 procent i pozostaną głównym materiałem do produkcji ogniw słonecznych przez znaczny okres czasu w przyszłości. Technologia produkcji materiałów polikrzemowych od dawna znajduje się w rękach 10 fabryk 7 ​​firm w 3 krajach, w tym w Stanach Zjednoczonych, Japonii i Niemczech, co skutkuje blokadą technologiczną i monopolem rynkowym. Zapotrzebowanie na polikrzem pochodzi głównie z półprzewodników i ogniw słonecznych. Zgodnie z różnymi wymaganiami dotyczącymi czystości dzieli się na klasę elektroniczną i słoneczną. Wśród nich polikrzem klasy elektronicznej stanowi około 55 procent, a polikrzem klasy słonecznej 45 procent. Wraz z szybkim rozwojem przemysłu fotowoltaicznego popyt na polikrzem z ogniw słonecznych rośnie szybciej niż rozwój polikrzemu półprzewodnikowego. Oczekuje się, że do 2008 r. popyt na polikrzem słoneczny przekroczy popyt na polikrzem elektroniczny. W 1994 r. całkowita produkcja ogniw słonecznych na świecie wynosiła zaledwie 69 MW, podczas gdy w 2004 r. było to blisko 1200 MW, co oznacza wzrost 17-krotny w ciągu zaledwie 10 lat.
Panele słoneczne z krystalicznego krzemu: ogniwa słoneczne z krzemu polikrystalicznego, ogniwa słoneczne z krzemu monokrystalicznego.
Amorficzne krzemowe panele słoneczne: cienkowarstwowe ogniwa słoneczne, organiczne ogniwa słoneczne.
Panel ogniw z barwnikiem chemicznym: ogniwa słoneczne uczulone barwnikiem.
Elastyczne ogniwa słoneczne
krzem monokrystaliczny
Sprawność konwersji fotoelektrycznej ogniw słonecznych z krzemu monokrystalicznego wynosi około 18 procent, przy czym najwyższa osiąga 24 procent. Jest to najwyższa wydajność konwersji fotoelektrycznej spośród wszystkich rodzajów ogniw słonecznych, ale koszt produkcji jest tak wysoki, że nie może być powszechnie stosowany. Ponieważ krzem monokrystaliczny jest zwykle pakowany z hartowanym szkłem i wodoodporną żywicą, jest wytrzymały i trwały, a jego żywotność wynosi do 25 lat.
polikrzem
Proces produkcji polikrzemowych ogniw słonecznych jest podobny do procesu produkcji monokrystalicznych krzemowych ogniw słonecznych, ale wydajność konwersji fotoelektrycznej polikrzemowych ogniw słonecznych jest znacznie zmniejszona, a wydajność konwersji fotoelektrycznej wynosi około 16 procent. Pod względem kosztów produkcji jest tańszy niż ogniwa słoneczne z krzemu monokrystalicznego, z prostą produkcją materiałów, oszczędnością zużycia energii i niższymi całkowitymi kosztami produkcji. Dlatego został bardzo rozwinięty. Ponadto żywotność ogniw słonecznych z krzemu polikrystalicznego jest również krótsza niż ogniw słonecznych z krzemu monokrystalicznego. Pod względem wydajności kosztowej ogniwa słoneczne z krzemu monokrystalicznego są nieco lepsze.
Krzem amorficzny
Amorficzne krzemowe ogniwa słoneczne to nowy typ cienkowarstwowych ogniw słonecznych, który pojawił się w 1976 roku. Różnią się one całkowicie od ogniw słonecznych z krzemu monokrystalicznego i krzemu polikrystalicznego pod względem metod produkcji, znacznie upraszczając proces, zmniejszając zużycie materiału krzemowego i zmniejszając moc konsumpcja. Ich główną zaletą jest to, że mogą generować energię elektryczną w warunkach słabego oświetlenia. Jednak głównym problemem związanym z amorficznymi krzemowymi ogniwami słonecznymi jest ich niska wydajność konwersji fotoelektrycznej, która wynosi około 10 procent na międzynarodowym zaawansowanym poziomie i nie jest wystarczająco stabilna. Z czasem ich skuteczność konwersji maleje.