Amorficzny krzem został przygotowany przez Waltera Speara i Petera LeCombera w Dundee w Szkocji około 1973 roku. Użyli oni wyładowania żarzącego w gazie silanowym (SiH4), a produkt końcowy miał niezwykle imponujące i dobre właściwości elektroniczne. Amorficzne panele słoneczne są tworzone przez osadzanie cienkich warstw krzemu fotowoltaicznego na odpowiednim podłożu. Cóż, skoro o nich mowa, dlaczego nie przyjrzeć się zaletom i wadom amorficznych paneli słonecznych? Ponieważ te ekonomiczne rodzą pytanie, czy amorficzne panele słoneczne są dobre.
Czym są amorficzne panele słoneczne?
Zazwyczaj ogniwa słoneczne są wytwarzane z kryształów krzemu przy użyciu różnych technik. Ogniwa słoneczne z krzemu amorficznego (a-Si) to niekrystaliczna alotropowa odmiana krzemu półprzewodnikowego. Dzięki wysokiej zdolności absorpcyjnej może być stosowany w ogniwach słonecznych o bardzo małej grubości, zazwyczaj około 100-krotnie mniejszej niż w przypadku krzemu krystalicznego. Oprócz podstawowych ogniw słonecznych z krzemu amorficznego dostępne są również ogniwa amorficzne domieszkowane wodorem.
Struktura chemiczna amorficznych paneli słonecznych
Jest to czterowartościowy półmetal o czterokrotnej koordynacji, połączony wiązaniami tetraedrycznymi z sąsiednimi atomami krzemu. W ogniwach słonecznych z krzemu amorficznego struktura ta nie jest ciągła, a atomy są rozmieszczone losowo. Niektóre z atomów mają wiązania zwisające, co powoduje anomalie w przewodnictwie elektrycznym. Pasywacja materiału wodorem pozwala ograniczyć te anomalie w przewodnictwie elektrycznym. W ten sposób powstaje uwodorniony krzem amorficzny.
Jakie są zalety i wady amorficznych paneli słonecznych?
Ogniwa słoneczne z krzemu amorficznego są jednym z najstarszych typów ogniw cienkowarstwowych. Ze względu na ich przystępną cenę i elastyczność są stosowane w wielu systemach paneli słonecznych. Mimo to panele słoneczne z krzemu amorficznego mają pewne zalety i wady, które należy wziąć pod uwagę.
Jakie są zalety amorficznych paneli słonecznych?
Mając grubość około 1 mikrometra, te panele słoneczne należą do drugiej generacji paneli słonecznych. Niektóre zalety amorficznych paneli słonecznych to-
1. Tańsza konstrukcja i trwałość
Ponieważ do produkcji amorficznych ogniw słonecznych krzemowych wykorzystuje się jedynie ułamek krzemu, są one znacznie tańsze w produkcji. Ponadto, jako podłoża do tych paneli wykorzystuje się materiały takie jak szkło, plastik lub stal nierdzewna. Materiały te są tańsze i łatwo dostępne. Panele te są bardziej odporne na uszkodzenia niż panele krystaliczne, a uszkodzenie części nie ma dużego wpływu na całkowitą moc wyjściową.
Zobacz także : Wszystko o zaletach ogniw paliwowych
2. Elastyczny, wszechstronny i lekki
Dzięki wysokiej elastyczności, panele te znajdują różnorodne zastosowania. Są one również niezwykle wszechstronne, ponieważ mogą z łatwością funkcjonować w warunkach słabego oświetlenia i są mniej wrażliwe na ciepło. Panele amorficzne to najlżejsze panele dostępne na rynku. Łatwiej jest je owinąć wokół zakrzywionych powierzchni ze względu na ich lekką i elastyczną konstrukcję. Ponadto, dzięki takim rozwiązaniom jak składane i rolowane panele słoneczne, są one łatwe w transporcie .
Można również dostosować rozmiar, napięcie, kształt, a także natężenie i moc za pomocą procesu roll-to-roll.
3. Innowacyjny
W przeciwieństwie do innych paneli słonecznych, panele słoneczne z krzemu amorficznego są dostępne w kształtach okrągłych, sześciokątnych, kwadratowych i innych złożonych. Charakteryzują się wysokim potencjałem innowacyjnym, a dzięki nowym i ulepszonym osiągnięciom technologicznym, możliwości ich integracji z różnymi codziennymi zastosowaniami są coraz większe. Specjalna wersja amorficznych paneli słonecznych jest zoptymalizowana pod kątem wewnętrznych źródeł światła, które oferują lepsze parametry niż panele krystaliczne. Dzięki ulepszonym technologiom ta funkcja ulegnie znacznej poprawie. Aby poznać zalety i wady amorficznych paneli słonecznych, należy również dokładnie przeanalizować ich wady.
Przeczytaj także: 5 głównych zalet i wad energii wodnej
Jakie są wady amorficznych paneli słonecznych?
Ich zaletą jest przystępna cena, jednak niższe koszty produkcji niosą za sobą następujące wady.
1. Żywotność
Te panele słoneczne mają bardzo krótką żywotność w porównaniu z innymi typami paneli słonecznych. Podczas gdy monokrystaliczne i polikrystaliczne panele słoneczne wytrzymują co najmniej 20–25 lat, panele amorficzne wytrzymują zaledwie 2–3 lata . Panele amorficzne są silnie podatne na degradację wywołaną światłem, degradację wywołaną potencjałem oraz degradację związaną z wiekiem, co skutkuje skróceniem ich żywotności.
2. Niższa wydajność
Amorficzne panele słoneczne są najmniej wydajne spośród dostępnych typów paneli słonecznych . Średnia sprawność tych paneli wynosi około 7%, podczas gdy panele monokrystaliczne i polikrystaliczne osiągają sprawność ponad 20%. Degradacja pod wpływem światła jest poważną wadą amorficznych ogniw słonecznych z domieszką wodoru.
3. Wymagania dotyczące przestrzeni
Mniej wydajne panele oznaczają mniejszą produkcję energii przez panele słoneczne. Może to, ale nie musi, zaspokoić zapotrzebowanie energetyczne Twojego gospodarstwa domowego. W związku z tym w systemie fotowoltaicznym należy zainstalować więcej paneli . Do tego potrzebna jest duża przestrzeń.
Czy amorficzne panele słoneczne są dobre?
Pod względem wydajności i żywotności, amorficzne panele słoneczne nie są niezawodne i zrównoważone . Chociaż są znacznie bardziej ekonomiczne niż panele monokrystaliczne i polikrystaliczne , stanowi to również wadę. Mniej wydajne panele słoneczne oznaczają niską produktywność, a aby zaspokoić zapotrzebowanie na energię, potrzeba większej liczby paneli i większej powierzchni do ich instalacji.
Obecnie amorficzne panele słoneczne są realną opcją, jeśli chcesz zrealizować projekt DIY lub zbudować system fotowoltaiczny na małą skalę . Jednak ze względu na ograniczoną dostępność tych paneli, ich znalezienie będzie trudne. Dlatego jeśli szukasz systemu paneli słonecznych na dach, skontaktuj się z lokalnym instalatorem, aby uzyskać lepsze i bardziej wydajne opcje. Czy amorficzne panele słoneczne są dobre? Odpowiedź na to pytanie jest już dość oczywista po zapoznaniu się z zaletami i wadami amorficznych paneli słonecznych.
Jaka jest wydajność amorficznych paneli słonecznych?
Amorficzne panele słoneczne są najmniej wydajne , a panele z domieszką wodoru są bardzo podatne na degradację pod wpływem światła. Sprawność tych paneli wynosi zaledwie około 6-7% . W porównaniu ze standardowymi panelami słonecznymi, panele amorficzne wytwarzają energię elektryczną z wydajnością około jednej trzeciej. Nawet jeśli zainwestujesz w te panele, ich teoretyczna granica sprawności wynosi około 15%, co nadal jest wartością niższą niż w przypadku przeciętnego panelu słonecznego.
Jaka jest żywotność amorficznych paneli słonecznych?
Średnia żywotność amorficznych paneli słonecznych waha się od 2 do 3 lat. Ciągły wpływ na wydajność z powodu degradacji wywołanej światłem (LID) i niskiej sprawności z powodu tańszych materiałów skutkuje krótszą żywotnością tych paneli.
Zobacz także : Jak oceniać panele słoneczne na podstawie 5 kluczowych parametrów
Do czego służą amorficzne panele słoneczne?
Panele fotowoltaiczne z krzemu amorficznego nie tylko służą jako panele słoneczne na dachach, ale są również preferowane w szerokim zakresie zastosowań ze względu na swoją elastyczność. Do najczęstszych i najbardziej prawdopodobnych zastosowań paneli fotowoltaicznych z krzemu amorficznego należy lub będzie należało zasilanie następujących urządzeń.
- Kalkulatory
- Budynki poza siecią i podobne miejsca o niskim zapotrzebowaniu na energię
- Oświetlenie zewnętrzne
- Małe i przenośne gadżety, takie jak e-czytniki i ładowarki słoneczne do telefonów
- Zegarki i dodatki odzieżowe
- Okna z przezroczystymi gradientami
Cóż, dzisiaj dowiedziałeś się o zaletach i wadach amorficznych paneli słonecznych oraz o powodach ich wad. Do czego służą amorficzne panele słoneczne? Ich zastosowanie nie ogranicza się tylko do paneli słonecznych na dachach, a w niedalekiej przyszłości prawdopodobnie będą instalowane również w ubraniach. Czas podzielić się tą informacją ze znajomymi i rodziną, aby zwiększyć świadomość i wiedzę na ten temat.
Polecane: 3 zalety i wady monokrystalicznego panelu słonecznego PERC
