Solarzellen sind Halbleiterbauelemente, die auf der Grundlage des photovoltaischen Effekts von Halbleitern Sonnenstrahlung direkt in elektrische Energie umwandeln.Zu den heute kommerzialisierten Solarzellen gehören hauptsächlich die folgenden Typen: monokristalline Silizium-Solarzellen, polykristalline Silizium-Solarzellen, amorphe Silizium-Solarzellen und derzeit Cadmiumtellurid-Zellen, Kupfer-Indiumselenid-Zellen, Nano-Titanoxid-sensibilisierte Zellen, polykristalline Silizium-Dünnschichtsolarzellen und organische Solarzellen usw. Solarzellen aus kristallinem Silizium (monokristallin, polykristallin) erfordern hochreine Siliziumrohstoffe, die im Allgemeinen eine Reinheit von mindestens % erfordern, d. h. in 10 Millionen Silizium dürfen maximal 2 Verunreinigungsatome vorhanden sein Atome.Das Siliziummaterial besteht aus Siliziumdioxid (SiO2, auch Sand genannt) als Rohmaterial, das geschmolzen und von Verunreinigungen befreit werden kann, um grobes Silizium zu erhalten.Von Siliziumdioxid bis hin zu Solarzellen umfasst es mehrere Produktionsprozesse und Prozesse, die im Allgemeinen grob unterteilt werden in: Siliziumdioxid -> metallurgisches Silizium -> hochreines Trichlorsilan -> hochreines Polysilizium -> monokristalliner Siliziumstab oder polykristallines Silizium Ingot 1 > Siliziumwafer 1 > Solarzelle.
Solarzellen aus monokristallinem Silizium bestehen hauptsächlich aus monokristallinem Silizium.Im Vergleich zu anderen Solarzellentypen weisen monokristalline Siliziumzellen den höchsten Umwandlungswirkungsgrad auf.In den Anfängen hatten monokristalline Silizium-Solarzellen den größten Marktanteil, nach 1998 zogen sie sich auf polykristallines Silizium zurück und belegten den zweiten Platz im Marktanteil.Aufgrund der Verknappung von Polysilizium-Rohstoffen in den letzten Jahren ist der Marktanteil von monokristallinem Silizium nach 2004 leicht gestiegen, und mittlerweile sind die meisten auf dem Markt befindlichen Batterien monokristallines Silizium.Der Siliziumkristall monokristalliner Siliziumsolarzellen ist sehr perfekt und seine optischen, elektrischen und mechanischen Eigenschaften sind sehr gleichmäßig.Die Farbe der Zellen ist meist schwarz oder dunkel, was sich besonders zum Schneiden in kleine Stücke zur Herstellung kleiner Konsumgüter eignet.Im Labor für monokristalline Siliziumzellen erreichte Umwandlungseffizienz
Es ist %.Die Umwandlungseffizienz der gewöhnlichen Kommerzialisierung beträgt 10–18 %.Aufgrund des Produktionsprozesses monokristalliner Siliziumsolarzellen sind die halbfertigen Siliziumbarren im Allgemeinen zylindrisch und durchlaufen dann das Schneiden -> Reinigen -> Diffusionsübergang -> Entfernen der Rückelektrode -> Herstellen von Elektroden -> Korrodieren der Peripherie. >Verdunstungsreduzierung.Reflektierende Folien und andere Industriekerne werden zu Fertigprodukten verarbeitet.Im Allgemeinen sind die vier Ecken monokristalliner Siliziumsolarzellen abgerundet.Die Dicke monokristalliner Siliziumsolarzellen beträgt im Allgemeinen 200 bis 350 µM.Der aktuelle Produktionstrend geht hin zu ultradünn und hocheffizient.Deutsche Solarzellenhersteller haben bestätigt, dass 40 µM dickes monokristallines Silizium einen Umwandlungswirkungsgrad von 20 % erreichen kann.Bei der Herstellung polykristalliner Silizium-Solarzellen wird das hochreine Silizium als Ausgangsmaterial nicht zu Einkristallen gereinigt, sondern geschmolzen und zu quadratischen Siliziumbarren gegossen und dann zu dünnen Scheiben verarbeitet und ähnlich wie einkristallines Silizium verarbeitet.Polykristallines Silizium ist leicht an seiner Oberfläche zu erkennen.Der Siliziumwafer besteht aus einer Vielzahl unterschiedlich großer kristalliner Bereiche (die Oberfläche ist kristallin).
Die orientierte Korngruppe stört leicht die photoelektrische Umwandlung an der Korngrenzfläche, sodass die Umwandlungseffizienz von Polysilizium relativ gering ist.Gleichzeitig ist die Konsistenz der optischen, elektrischen und mechanischen Eigenschaften von Polysilizium nicht so gut wie die von monokristallinen Siliziumsolarzellen.Der höchste Wirkungsgrad des Labors für polykristalline Silizium-Solarzellen beträgt %, und der kommerzialisierte liegt im Allgemeinen bei 10–16 %.Die polykristalline Silizium-Solarzelle ist ein quadratisches Stück, das bei der Herstellung von Solarmodulen die höchste Füllrate aufweist und die Produkte relativ schön sind.Die Dicke polykristalliner Silizium-Solarzellen beträgt im Allgemeinen 220 µM bis 300 µM. Einige Hersteller haben Solarzellen mit einer Dicke von 180 µM hergestellt und entwickeln sich in Richtung dünner, um teure Siliziummaterialien einzusparen.Polykristalline Wafer sind rechtwinklige Quadrate oder Rechtecke, und die vier Ecken einzelner Wafer sind nahezu kreisförmig abgeschrägt.
Bei dem Exemplar mit dem geldförmigen Loch in der Mitte handelt es sich um einen Einkristall, der auf den ersten Blick erkennbar ist
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 30. Dezember 2022