Производство моно -, мульти- и квази-моно кристаллических кристаллов кремния и солнечных элементов из них

Производство моно -, мульти- и квази-моно кристаллических кристаллов кремния и солнечных элементов из них


Производство монокристаллического кремния это сложный технологический процесс. Этот процесс обычно происходит, используя так называемый метод Чохральского.
Затравочный кристалл кремния вводится в жидкий кремний в вакуумной ростовой печи для выращивания монокристаллов кремния. Когда затравочный кремниевый кристалл медленно вращается и извлекается из расплава, формируется монокристаллическая структура кристалла кремния.
Монокристаллические кремниевые солнечные элементы  достигают эффективности 25% в лабораторных условиях и приблизительно 21% в промышленном производстве. Затем солнечные элементы собираются в солнечные модули (панели). Солнечные электростанции используют солнечные модули на основе монокристаллического и мульти кристаллического кремния  при своем сооружении.
Поли - или мульти- кристаллические кристаллы кремния обычно производится при контролируемом процессе плавки, которым управляют при охлаждении кварцевого тигля в кортом находится кристаллизующийся расплав кремния. Кристаллизация кристаллов кремния в таком случае происходит со дна тигля к его вершине. Такая особенность связана с тем, что при кристаллизации кремния он увеличивается в своем объеме, т.е. в расплавленном состоянии он более плотный, чем в твердом состоянии. Размер, структура и чистота кристаллов кремния, которые выросли в процессе кристаллизации оказывают очень сильное влияние на коэффициент полезного действия солнечных элементов и в финале на эффективность работы солнечной электростанции.
Мульти- кристаллические кремниевые кристаллы могут быть произведены более рентабельно, но промышленные и лабораторные образцы солнечных элементов произведенные из таких кристаллов остаются на 2% ниже по коэффициенту полезного действия преобразования солнечного света в электрическую энергию по отношению к моно- кристаллическим кремниевым образцам солнечных элементов. Солнечные электростанции использующие моно кристаллические или мульти- кристаллические солнечные элементы в своей структуре могут отличаться до 5% по стоимости электростанции.
Квази-моно кристаллические кристаллы кремния и соответственно квази-моно процесс роста кристаллов кремния занимает промежуточную позицию между кристаллизацией  в тиглях методом направленной кристаллизацией и методом Чохральского. Этот новый процесс позволяет достигнуть эффективности преобразования солнечного излучения в электроэнергию солнечного элемента больше чем 21%.  К плюсам технологии стоит также отнести количество получаемого монокристаллического материала в процессе плавки.
Все эти преимущества делают этот процесс наиболее перспективным для производства кристаллов кремния для солнечной энергетики, а солнечная электростанция, оснащенная такими солнечными элементами наиболее конкурентно способная при строительстве.

 

 



Добавлено: 14.02.2017 17:07 | Автор: Yuriy_CTO

Всего комментариев: 0
avatar