انرژی خورشیدی منبعی پایان‌ناپذیر از انرژی تجدیدپذیر برای بشر است و جایگاه مهمی در استراتژی‌های انرژی بلندمدت کشورهای جهان دارد. تولید برق لایه نازک به تراشه‌های سلول خورشیدی لایه نازک متکی است که سبک، نازک و انعطاف‌پذیر هستند، در حالی که تولید برق سیلیکون کریستالی راندمان تبدیل انرژی بالایی دارد، اما پنل‌ها باید به اندازه کافی ضخیم باشند. بنابراین امروز ما بر مزایا و معایب تولید برق لایه نازک و تولید برق سیلیکون کریستالی تمرکز می‌کنیم.
۱. مزایای تولید برق لایه نازک
باتری فیلم نازک با مواد کمتر، فرآیند تولید ساده، مصرف انرژی کمتر، تولید مداوم در مساحت‌های بزرگ و قابلیت استفاده از مواد کم‌هزینه مانند شیشه یا فولاد ضد زنگ به عنوان زیرلایه. باتری‌های فیلم نازک اکنون مسیرهای فنی متنوعی را توسعه داده‌اند، از جمله فناوری خورشیدی فیلم نازک CIGS (مس ایندیوم گالیوم سلنید)، فناوری ماژول فتوولتائیک فیلم نازک انعطاف‌پذیر به نقاط عطفی دست یافته است و شکاف بین نرخ تبدیل فتوولتائیک و باتری‌های سیلیکون کریستالی به تدریج در حال کاهش است.
سلول‌های فیلم نازک پاسخ بهتری به نور کم دارند و فاصله بین تولید برق در روزهای ابری و آفتابی کمتر می‌شود، که آنها را به ویژه برای کاربرد در نیروگاه‌های فتوولتائیک صحرایی مناسب می‌کند. آنها همچنین برای ساخت پناهگاه‌های خورشیدی خانگی و خانه‌های خورشیدی مناسب‌تر هستند. سلول‌های خورشیدی فیلم نازک به عنوان اجزای اصلی سیستم فتوولتائیک، می‌توانند برای دستیابی به یکپارچه‌سازی ساختمان فتوولتائیک بسیار خوب باشند.
دوم. معایب تولید برق با فیلم نازک
نرخ تبدیل فوتوالکتریک سلول‌های فیلم نازک پایین است، عموماً فقط حدود ۸٪. سرمایه‌گذاری در تجهیزات و فناوری سلول‌های فیلم نازک چندین برابر سلول‌های سیلیکونی کریستالی است، بازده تولید ماژول سلول خورشیدی فیلم نازک به آن خوبی که باید باشد نیست، نرخ بازده ماژول‌های سلول فیلم نازک سیلیکونی غیر/میکروکریستالی در حال حاضر فقط حدود ۶۰٪ است، گروه‌های سلول CIGS تولیدکنندگان اصلی فقط تا ۶۵٪ هستند. البته، مشکل بازده وجود دارد، تا زمانی که محصولات برند فیلم نازک با کیفیت حرفه‌ای مناسب را پیدا کنید، قادر به حل این مشکل خواهید بود.
III. مزایای تولید برق از سیلیکون کریستالی
نرخ تبدیل فتوولتائیک سلول‌های سیلیکونی کریستالی بالاتر است و نرخ تبدیل سلول‌های سیلیکونی کریستالی داخلی به ۱۷ تا ۱۹ درصد رسیده است. فناوری باتری سیلیکونی کریستالی بالغ‌تر شده است، شرکت‌ها نیازی به تحول فنی مکرر ندارند. سرمایه‌گذاری در تجهیزات سلول‌های سیلیکونی کریستالی کم است و تجهیزات داخلی می‌توانند اکثر نیازهای خطوط تولید سلول را برآورده کنند.
یکی دیگر از مزایای فناوری سیلیکون کریستالی، فرآیند تولید بالغ آن است. در حال حاضر، اکثر تولیدکنندگان سلول سیلیکونی تک کریستالی می‌توانند به نرخ بازده ۹۸٪ یا بیشتر دست یابند، در حالی که نرخ بازده تولید سلول سیلیکونی پلی کریستالی نیز بالای ۹۵٪ است.
چهارم. معایب تولید برق از سیلیکون کریستالی
زنجیره صنعت پیچیده است و ممکن است هزینه به طور قابل توجهی کاهش نیابد. هزینه مواد اولیه به طور گسترده در نوسان است و در سال‌های اخیر بازار بین‌المللی برای پلی‌سیلیکون مانند یک ترن هوایی بوده است. علاوه بر این، صنعت سیلیکون یک صنعت بسیار آلاینده و مصرف‌کننده انرژی است و خطر تعدیل سیاست‌ها وجود دارد.
خلاصه
سلول‌های سیلیکونی کریستالی عمدتاً از مواد سیلیکونی ساخته می‌شوند که حاوی ویفرهای سیلیکونی بور و اکسیژن هستند که پس از تابش نور، درجات مختلفی از واپاشی را نشان می‌دهند. هرچه میزان بور و اکسیژن در ویفر سیلیکونی در شرایط تزریق نور یا جریان تولید شده توسط کمپلکس بور و اکسیژن بیشتر باشد، کاهش طول عمر بیشتر و آشکارتر است. در مقایسه با سلول‌های خورشیدی سیلیکونی کریستالی، سلول‌های خورشیدی فیلم نازک نیازی به استفاده از مواد سیلیکونی ندارند و از نوع سلول‌های خورشیدی سیلیکون آمورف هستند که میرایی صفر دارند.
بنابراین محصولات سلول خورشیدی سیلیکونی کریستالی پس از چند سال استفاده، درجات مختلفی از کاهش راندمان را تجربه خواهند کرد که نه تنها بر درآمد تولید برق تأثیر می‌گذارد، بلکه عمر مفید آنها را نیز کوتاه می‌کند. سلول‌های خورشیدی فیلم نازک به عنوان نسل دوم تجهیزات تولید برق فتوولتائیک به طور گسترده در کشورهای توسعه یافته در سراسر جهان مورد استفاده قرار می‌گیرند، قیمت آنها در واقع کمی گران‌تر از سلول‌های خورشیدی سیلیکونی کریستالی فعلی است، می‌توان بدون میرایی، با عمر مفید طولانی و سایر ویژگی‌های تعیین شده تصمیم گرفت، ارزش ایجاد شده با استفاده طولانی مدت بیشتر خواهد بود.
زمان ارسال: ۱۶ دسامبر ۲۰۲۲