太陽電池の種類：単結晶、多結晶、薄膜

地球上の日当たりの良い地域では、従来の電力供給が不可能または非現実的であり、何らかの理由で風力タービンの設置が適切ではない場合、ソーラーパネル（バッテリー）を使用できます。高出力ソーラーパネルのセットは、民家の屋根、庭、船、ランタンに設置されています。ポータブル太陽電池は、旅行中にガジェットやバッテリーを充電したり、トランシーバーに電力を供給したりするために使用されます。

ソーラーパネルは信頼性が高く、可動部品がなく、風力タービンのような機械的磨耗を受けないため、非常に耐久性があり、所有者に何十年も確実にサービスを提供できます。ソーラーパネルとは何か、その主な種類を見てみましょう。

単結晶太陽電池

単結晶ソーラーパネルは、伝統的な黒または濃い青の色合いを持っています。これらのパネルはアルミニウムフレームで囲まれ、耐衝撃性ガラスで覆われています。

単結晶太陽電池は純粋なシリコンのみから作られています。純粋なシリコン溶融物はシードと接触するとゆっくりと凝固し、直径約 20 cm、長さ最大 2 メートルの円筒形のシリコン単結晶鋳物が生成されます。

得られた純粋なシリコンのインゴットを、それぞれ厚さ約 300 μm のプレートに切断します。このような要素の効率は19%に達します。この多構造では、電子の移動度がそれに応じて高くなるように原子が配置されており、それらから電池がより高いエネルギー効率を示すからです。

プレートにはグリッド状の金属電極が装備されています。通常、単結晶電池の個々のセルは、角が切り取られた正方形の形をしています。

これらの要素は非常に効率的であり、工業設計では実際の効率は 16% 程度であることが示されているため、このタイプの要素は多結晶要素よりも 1 ワット当たりのコストが高くなります。耐用年数は非常に長く、50年に達することもあります。

多結晶太陽電池

明るい青色の多結晶太陽電池は、単結晶太陽電池よりもはるかに安価です。これらの要素はシリコンの単結晶から作られていないため、ここではシリコン原子がランダムに配置されています。

現在、多結晶パネルの平均効率は 13 ～ 15% の範囲にあります。ただし、このタイプのセルは広く入手可能であるため、できるだけ安価に太陽エネルギーを利用したい消費者の間で非常に一般的です。

多結晶要素の大きな欠点は、輸送中に極度の脆弱性を示すことです。最大耐用年数は 25 年です。多結晶素子の工業生産プロセスは時間の経過とともに改善されているため、将来的には効率の点で単結晶に追いつくことが期待されています。

薄膜太陽電池

薄膜太陽電池 単結晶シリコンや多結晶シリコンよりも安価に製造できます。これらは、ポリマーフィルム、アモルファスシリコン、アルミニウム、テルル化カドミウム、その他の半導体をベースにしており、小型の折り畳み可能な太陽電池の形で、ガジェット用の充電器の製造にすでに使用されています。

このタイプの電池は、同じ出力の結晶電池に比べて 2.5 倍の面積を占めますが、曇天時の散乱光により曇天でも動作することができ、電池は建物の屋上だけでなく屋外にも設置できます。その壁。したがって、設置に必要な面積がある場合には、比較的大規模な太陽光発電所の建設において薄膜電池の使用が正当化される。

現在、公共送電網に電力を供給する送電網に接続されたインバータを備えた産業規模で動作するシステムで特に人気があるのは、薄膜パネルです。これらのシステムは、通常の単結晶および多結晶電池で使用される従来の家庭用システムとは異なる、高電圧コントローラーと特殊なインバーターを必要とします。

アモルファスシリコンで作られた薄膜太陽電池の平均効率は7%ですが、製造コストの点では全太陽電池パネルの中で最も安価です。テルル化カドミウムの平均効率は 11% で、アモルファス シリコン電池よりもわずかに高価です。銅、インジウム、ガリウム、セレンをベースとした太陽電池は最も効率的な薄膜電池であり、その効率は 15% に達します。

以下も参照してください。太陽電池とモジュールの効率