Відмінність монокристалічних від полікристалічних батарей

Перше, що кидається в очі, це зовнішній вигляд. У монокристалічних елементів кути округлені і поверхня однорідна. Закруглені кути пов'язані з тим, що при виробництві монокристалічного кремнію отримують циліндричні заготовки. Однорідність кольору і структури монокристалічних елементів пов'язана з тим, що це один вирощений кристал кремнію, а кристалічна структура є однорідною.

У свою чергу, полікристалічні елементи мають квадратну форму через те, що при виробництві отримують прямокутні заготовки. Неоднорідність кольору і структури полікристалічних елементів пов'язана з тим, що вони складаються з великої кількості різнорідних кристалів кремнію, а також включають в себе незначну кількість домішок.

Друге і напевно головна відмінність - це ефективність перетворення сонячної енергії. Монокристалічні елементи і відповідно панелі на їх основі мають на сьогоднішній день найвищу ефективність - до 22% серед серійно випускаються і до 38% у використовуваних в космічній галузі. Монокристалічний кремній виробляється з сировини високої міри очищення (99,999%).

Серійно випускаються полікристалічні елементи мають ефективність до 18%. Більш низька ефективність пов'язана з тим, що при виробництві полікристалічного кремнію використовують не тільки первинний кремній високого ступеня очищення, а й вторинну сировину (наприклад, перероблені сонячні панелі або кремнієві відходи металургійної промисловості). Це призводить до появи різних дефектів в полікристалічних елементах, таких як кордону кристалів, мікродефекти, домішки вуглецю і кисню.

Ефективність елементів в кінцевому рахунку відповідає за фізичний розмір сонячних панелей. Чим вище ефективність, тим менше буде площа панелі при однаковій потужності.

Третя відмінність - це ціна на сонячні батареї. Природно, ціна батареї з монокристалічних елементів трохи вище в розрахунку на одиницю потужності. Це пов'язано з більш дорогим процесом виробництва і застосуванням кремнію високого ступеня очищення. Однак ця різниця незначно і становить в середньому близько 10%.

Четверте відмінність - це термін служби сонячних батарей. Сонячні батареї були випробувані в польових умовах на багатьох установках. Практика показала, що термін служби сонячних батарей перевищує 20 років. Випробування показали зниження потужності модулів за 20 років приблизно на 10%. У монокристалічних сонячних батарей термін служби не менше 30 років, в той час як у полікристалічних не менше 20 лет.Модулі з аморфного кремнію (тонкоплівкові, або гнучкі) мають термін служби від 7 (перше покоління тонкоплівкових технологій) до 20 (друге покоління тонкоплівкових технологій ) років. Більш того, тонкоплівкові модулі зазвичай втрачають від 10 до 40% потужності в перші 2 роки експлуатації. Тому, близько 90% ринку фотоелектричних модулів в даний час складають кристалічні кремнієві модулі.Многіе виробники дають гарантію на свої модулі на період від 10 до 25 років. При цьому вони гарантують, що потужність модулів знизиться не більше, ніж на 10%. Гарантія на механічні пошкодження дається зазвичай на термін від 1 до 5 років. Самі сонячні елементи, які використовуються в сонячних модулях, мають практично необмежений термін служби і показують відсутність деградації після десятків років експлуатації. Однак, вироблення модулів з часом падає. Це результат 2 основних чинників - поступове руйнування плівки, використовуваної для герметизації модуля (зазвичай використовується етіленвінілацетатная плівка - ethylene vinyl acetate; EVA) і руйнування задньої поверхні модуля (зазвичай полівінілфосфатная плівка), а також поступове помутніння прошарку з EVA плівки, розташованої між склом і сонячними елементами.

Герметик модуля захищає сонячні елементи і внутрішні електричні з'єднання від впливу вологи. Так як практично неможливо повністю захистити елементи від вологи, модулі насправді "дихають", але це вкрай важко помітити. Волога, що потрапила всередину, виводиться назовні днем, коли температура модуля зростає. Сонячне світло поступово руйнує герметизирующие елементи за рахунок ультрафіолетового випромінювання, і вони стають менш еластичними і більш податливими на механічні дії. Згодом, це призводить до погіршення захисту модуля від вологи. Волога, що потрапила всередину модуля, веде до корозії електричних з'єднань, збільшення опору в місці корозії, перегріву і руйнування контакту або до зменшення вихідної напруги модуля.

Другий фактор, що зменшує вироблення модуля - це поступове зменшення прозорості плівки між склом і елементами. Це зменшення не помітно неозброєним оком, але веде до зниження потужності модуля за рахунок того, що менше світла потрапляє на сонячні елементи.

Максимальна погіршення зазвичай гарантується виробниками на рівні не більше 20% за 25 років. Однак випробування на реально працюючих модулях показали, що їх вироблення за 30 років зменшилась не більше, ніж на 10%. Дуже багато з цих модулів і до сих пір працюють з заявленими при виробництві параметрами (тобто немає деградації). Тому можна сміливо говорити, що модулі будуть працювати не менше 20 років, і з високою ймовірністю забезпечать високі показники і через 30 років з моменту початку роботи.

Отже, перерахуємо основні відмінності монокристалічних і полікристалічних сонячних батарей:

Як видно з цього переліку, для сонячної електростанції не має ніякого значення, яка сонячна панель буде використовуватися в її складі. Головні параметри - напруга і потужність сонячної панелі не залежать від типу застосовуваних елементів і часто можна знайти в продажу панелі обох типів однакової потужності. Так що остаточний вибір залишається за покупцем. І якщо його не бентежить неоднорідний колір елементів і трохи більша площа, то ймовірно він вибере дешевші полікристалічні сонячні панелі. Якщо ж ці параметри мають для нього значення, то очевидним вибором буде трохи дорожча монокристалічна сонячна панель.