Күн панельдері неге көк немесе қара — кремний және жабын

Қысқа жауап: Күн панельдері көк немесе қара болып көрінеді, себебі екі нәрсе: кремнийдің кристалдық құрылымы және оның үстіндегі шағылыстырмайтын жабын. Кристалды кремний түскен жарықтың үлкен бөлігін шағылыстырады — жалаңаш тегістелген пластина үшін шамамен 22% — ал бетіне ойып салынған текстура мен SiNx жабыны бұл шағылысуды шамамен 4%-ға дейін азайтады, сондықтан шыныға кіретін жарықтың шамамен 96%-ы ұяшыққа жетеді. Қалған түс — сіңірілмеген немесе өткізілмеген жарық. Поликристалды кремнийде көрінетін түйір шекаралары бар, олар жарықты монокристалдан өзгеше шашыратады, сондықтан екеуі көктің әртүрлі реңктері ретінде қабылданады және толық қара модуль әдетте таза косметикалық таңдау емес, белгілі бір ұяшық түрі мен жабын қабатын көрсетеді. Сондықтан түс ұяшық технологиясының шамамен көрсеткіші болып табылады.

PV модуль өндірісі · Jerry, Ooitech

Өнім туралы ақпарат

Ашық күнді елестетіңіз.

Сіз шатырдың шетінде тұрып, күн панельдерінің қатарлары күн астында тыныш жатқанын көресіз. Күн сәулесінің өзі ақ, бірақ бұл панельдер ақ емес, алтын емес, мөлдір емес.

Олардың көпшілігі көк. Немесе қара.

Міне, өте табиғи сұрақ туындайды. Егер күн панельдері күн сәулесін ұстау үшін бар болса, неге олар соншалықты қараңғы көрінеді? Біздің инстинктіміз ақ ең жарқын, күміс ең жылтыр, алтын күнге ұқсайды дейді. Бірақ нақты электр қуатын өндіретін панельдер көк-қара шыны тақталарға ұқсайды.

Жеткізуші ретінде күн панелі жасау машиналарының және күн панелі өндіріс желісінің толық шешімдерінің, Ooitech толық қара модульдерге арналған өндіріс желілерін ұсына алады.

Бұл шынымен де эстетикаға қатысты емес. Бұл адамдар мен күн сәулесі арасындағы ондаған жылдарға созылған инженерлік келіссөз.

Көк поликристалды кремнийге қарсы қара монокристалды кремний

Жазба: Күн панельдерінің көк және қара түсі қарапайым бояу емес. Бұл кристалдық құрылымның, шағылысуға қарсы пленканың және жарықты сіңіру тиімділігінің біріккен нәтижесі.

Қарапайым күнделікті тәжірибеден бастайық. Жазғы күнде қара кию ыстық сезіледі. Ақ кию салқын сезіледі. Ақ киім көп жарықты шағылыстырады. Қара киім оны көбірек сіңіреді.

Күн панельдері де солай жұмыс істейді. Көптеген заттар үшін жақсы жылтырлық жақсы көрінеді. Күн панелі үшін шағылысу - босқа кету. Күн сәулесінің шоғы панельге тиіп, аспанға қайта шағылысқанда, ол ешқашан электр энергиясына айналмайды. Тек кремнийдің ішіне түсетін жарықтың ғана электрондарды оятып, ток тудыру мүмкіндігі бар. АҚШ Энергетика министрлігі де мұны анық түсіндіреді: кремний қабаты жарықты сіңіреді, электрондар қозады және олар қозғалған кезде ток пайда болады.

Сондықтан басынан бастап күн панелі ақ болғысы келмейді. Ақ түс: «Күн сәулесі келді, мен оны аспанға қайтардым» дегенді білдіреді. Көк-қара түс: «Күн сәулесі келді, мен оны барынша көп ұстап қаламын» дегенді білдіреді.

Техникалық Параметрлер

Неліктен көптеген ескі панельдер көк түсті?

Бұл өткендегі өте кең таралған панель түріне - поликристалды кремнийге байланысты.

Поликристалды кремний бір мінсіз кристал емес. Ол көптеген ұсақ түйіршіктерден тұрады. Мұздатылған көл беті сияқты, жарықшақты мұз үлгілерімен толтырылған. Әрбір түйіршік сәл басқа бағытты көрсетеді. Оған түсетін күн сәулесі әр жерде сәл басқаша шағылысады. Сондықтан поли панельдері көбінесе көк немесе қою көк болып көрінеді, бетінде әлсіз сынған, мұз жарықшақты, металл текстурасы бар.

Сонымен, поликремнийдің көк түсі бояу емес. Бұл кремний кристалдарының күн астында көрінетін текстурасы сияқты.

Бірақ көк түс тек кристалдан ғана емес. Панель бетінде антирефлекстік жабын деп аталатын өте жұқа қабат бар. Бұл термин техникалық болып көрінгенімен, оны түсіну оңай. Көзілдірік таққанда, кейбір линзаларда әлсіз көк-күлгін немесе жасыл шағылысу болады (қазір қарап отырған телефон экраны да солай). Бұл пленка әшекей емес. Ол шағылысуды азайтады, осылайша линза арқылы көбірек жарық өтеді.

Панельде де солай. Кремний өздігінен айтарлықтай шағылыстырады. Өңделмеген күйде күн сәулесінің бір бөлігі пластина бетінен тікелей шағылысып кетеді. Сондықтан инженерлер пластинаны текстуралап, антирефлекстік жабын жағады, осылайша кремнийге көбірек жарық түседі. АҚШ Энергетика министрлігі кристалды кремний модульдерін өндіруді сипаттағанда, элементтің алдыңғы жағына антирефлекстік жабын жағу элемент өндіру кезеңдерінің бірі ретінде көрсетілген.

Пластина бетінің сканерлеуші электронды микроскоптағы суреті

Жазба: Микроскоп астында пластина беті тегіс жазықтық емес, кішкентай пирамидалардың тығыз өрісі болып табылады. Бұл текстура шағылысуды азайтып, пластина ішінде көбірек күн сәулесін ұстап қалады.

Шағылысуға қарсы жабынды жұмсақ кіреберіс деп елестетуге болады. Егер ауа мен кремний арасындағы оптикалық айырмашылық тым күрт болса, жарық оңай шағылысып кетеді. Егер арасында өтпелі қабат болса, жарық пластинаға оңай енеді. NREL-дің қара кремний материалының осы логикаға сай келетін сызығы бар: аз шағылысу көбірек жұтылуды, яғни жоғары ПӘК пен көбірек қуатты білдіреді. Стандартты текстуралау және шағылысуға қарсы қабаттар элементке күн сәулесінің шамамен 93%–97% жұтуға мүмкіндік береді, ал қара кремний процесі пластинаға түскен жарықтың 98%-дан астамын жұтуға мүмкіндік береді, сондықтан ол қара болып көрінеді. Бұл бір нәрсені анық көрсетеді: панель неғұрлым тиімді болғысы келсе, соғұрлым аз жарықты шағылыстыруы керек.

Көк түс – ерте поликремний мен оның шағылысуға қарсы қабығының қалдық жарқылы. Қара түс – кремний жарықты жұтуды үйренгеннен кейінгі көрінісі.

Техникалық артықшылықтар

Кейінірек қара панельдер жиірек кездесе бастады

Мұның артында тағы бір басты кейіпкер тұр: монокристалды кремний.

Моно-кремний бір бағыттағы және ретті құрылымы бар біртұтас блокқа ұқсайды. Оның поли-кремнийдің сынған текстурасы жоқ, сондықтан оның беті тегіс, тереңірек және қараға жақын көрінеді.

Егер поли-кремний көк сынған мұз парағына ұқсаса, моно-кремний обсидиан кесегіне ұқсайды.

Қазіргі уақытта көптеген тұрғын үй шатырлары толығымен қара модульдерді таңдайды. Алыстан олар өнеркәсіптік бөлшектердің торына ұқсамайды. Олар ұқыпты төселген қара шыныға ұқсайды. DOE деректері 2022 жылға қарай монокристалды кремний әлемдік күн модульдерінің жеткізілімінде 96% құрағанын, бүгінгі модульдердегі ең көп таралған жұтқыш материалға айналғанын және өнеркәсіптік өндірілген модульдер әдетте нақты жағдайда 20%–22% ПӘК-ке жететінін атап өтеді.

Сонымен, қара түс тек сәнді көріну емес. Оның артында біркелкі кристалдар, жетілген өндіріс, төмен шағылысу және тиімдірек жарық жұту жолы тұр.

• Монокристалды кремнийдің біркелкі кристалдық құрылымы

• Беттік шағылысудың төмендеуі, жарықтың көбірек іште қалуы

• Жоғары жұтылу, қара кремниймен 98%-дан астам

• Қазіргі шатырларда таза, толығымен қара көрініс артық көрінеді

• Жетілген, арзан өндіріс, жаппай орналастыруға жарамды

Өнімді қолдану

Күн энергиясының тарихына оралу

1954 жылы Bell Labs алғашқы практикалық кремний күн элементін көрсетті. Оның тиімділігі тек 6% шамасында болды. Бүгінгі стандарттар бойынша 6% төмен болып көрінеді, бірақ сол кезде бұл кішкентай ойыншықты айналдыруға жеткілікті еді және адамдарды күн сәулесі киімді кептіру мен теріні жылытудан артық нәрсе жасай алатынына алғаш рет сендірді. Ол тікелей электр энергиясына айнала алады. Американдық физикалық қоғам да бұл тарихты жазады: Bell Labs 1954 жылдың 25 сәуірінде алғашқы практикалық кремний күн элементін көрсетті, алғашқы кремний элементтерінің тиімділігі шамамен 6% болды.

1954 жылғы Bell Labs күн элементінің тарихи фотосы

Жазба: Алғашқы кремний күн элементтері өте тиімді болмаса да, олар заманауи фотоэлектрикаға жол ашты.

Бұл бастама сияқты еді. Алғашқы элементтер қымбат, кішкентай және зертханадағы болашақ ойыншық сияқты болды. Содан кейін олар ғарышқа ұшты. Спутник көмір тасымалдай алмайды және күн сайын батареяны ауыстыра алмайды, сондықтан күн элементтері оның ең жақсы энергия көзіне айналды. Одан кейін пластиналар жұқа кесілді, процестер жетілдірілді, шығындар төмендеді. Бір кездері тек зертханалар мен ғарыш кемелеріне тиесілі болған көк-қара сынықтар шөлдерге, зауыттарға, мектептерге, автокөлік тұрақтарына және қарапайым шатырларға баяу тарады.

Түс те жол бойында өзгерді. Ерте кездегі кәдімгі көк поликремнийден қазіргі кең таралған қара монокремнийге дейін, бұл тереңірек реңктен басқа ештеңе болып көрінбеуі мүмкін. Бірақ оның артында бүкіл жеткізу тізбегі алға жылжыды.

Аз шағылысу. Көбірек сіңіру. Жоғары тиімділік. Төмен шығын. Ірі ауқымды орналастыруға жақсырақ жарамды. Ал түс қараңғылана берді.

Қазіргі шатырдағы қара модульдер

Жазба: Қазіргі үйлер қара немесе толығымен қара модульдерді жиі пайдаланады. Олар ұқыпты көрінеді және монокристалды кремний мен төмен шағылысу дизайнының жетілуін көрсетеді.

Панельдер қызыл, жасыл немесе алтын түсті бола ала ма?

Әрине, бола алады.

Ғимаратқа интеграцияланған фотоэлектрикада түрлі-түсті модульдер көп. Қалалық ғимараттар әрқашан қара шыны қабырғаны қаламайды, сондықтан инженерлер панельдерді сұр, кірпіш-қызыл, жасыл, тіпті қарапайым перде қабырғасының реңкіне жақын ету үшін арнайы жабындарды, текстураларды және капсулацияны қолданады.

Бірақ бағасы тікелей. Сіз оны қызыл деп көресіз, себебі ол сізге кейбір қызыл жарықты қайтарады. Сіз оны жасыл деп көресіз, себебі ол кейбір жасыл жарықты қайтарады. Ал шағылысқан жарық ешқашан ұяшыққа кіріп, қуат өндірмейді. Бұл жоғалған кіріс және төмен генерация тиімділігін білдіреді. Түсті PV мүмкін емес емес. Ол тек көрініс пен тиімділік арасында жаңа келіссөзді қажет етеді.

Әдемірек түс жақсырақ панельді жасамайды. Жетілген инженерлік дизайн көбінесе ең жарқын нұсқаға емес, ұзақ мерзімде ең сенімді, ең тиімді және ең үнемді нұсқаға негізделеді.

Байланыс және сатып алу

Сондықтан шатырдағы көк-қара даққа тағы бір қараңыз

Күн панельдерінің дәл осылай көрінуі кездейсоқ емес. Бұл кремний материалы, кристалдық құрылым, шағылысуға қарсы пленка, өндіріс құны және генерация тиімділігі бірге сүзгіден өткізген нәтиже.

Көк - безендіру емес. Қара - талғам емес.

Бұл панельдің сізге күн сәулесін аспанға қайтарғысы келмейтінін айтуы. Ол жарықты ұстап, электрондарды оятып, көрінбейтін фотондарды көрінетін токқа айналдырғысы келеді. Күн бұлттардың арасынан түсіп, сол тыныш көк-қараға түседі. Айқай жоқ, мұржа жоқ, жалын жоқ. Тек кремнийге енетін жарық, қозғала бастаған электрондар, жұқа металл саусақтар бойымен алысқа ағатын ток.

Сол сәтте күн панелі күнмен жазылған қара парақ сияқты. Ал адамдар одан оқитыны - қарапайым ғана жауап.

Күн сәулесін көбірек ұстау үшін кремний көк-қара түске енді.

Ooitech көзқарасы

Көк полидан толық қара моноға ауысу тек түс үрдісі емес, бұл шағылысуды нөлге дейін төмендету туралы өндірістік әңгіме. Модуль жағында біз мұны күнде көреміз: біркелкі моно ұяшықтар, тығыз текстура және таза ламинация - бұл қара панельдің өткір көрініп, жақсы жұмыс істеуіне мүмкіндік береді. Егер сіз бұл қара модульдердің нақты желіде қалай жасалатынын көргіңіз келсе, біздің YouTube каналымыз www.youtube.com/ooitech зауыт цехын жақыннан көрсетеді, ал егер күн өндірісі сіздің ісіңіз болса, жазылуға тұрарлық.