Ogniwa polikrystaliczne – co to jest?

Ogniwa polikrystaliczne to jeden z dwóch podstawowych typów ogniw słonecznych I generacji.

Wprowadzenie modułów polikrystalicznych pozwoliło na znaczne obniżenie czasu produkcji i kosztu paneli słonecznych oraz ich popularyzację.

Ogniwa polikrystaliczne to tańsza instalacja fotowoltaiczna

Przewagą modułów polikrystalicznych jest ich atrakcyjna cena, wpływająca na koszt postawienia instalacji fotowoltaicznej. Przy stosunkowo niskiej cenie pozwalają one na uzyskanie sprawności od 14% do aż 16%. Dla porównania użycie droższych ogniw monokrystalicznych pozwala na uzyskanie sprawności na poziomie 20%.

Zastosowanie ogniw polikrystalicznych jest więc sensownym kompromisem między optymalnymi osiągami i kosztem instalacji.

ERGOS - panele słoneczne na farmie fotowoltaicznej - ogniwa polikrystaliczne paneli I generacji są koloru niebieskiego

Ogniwa polikrystaliczne – prosta produkcja i niska cena

Każdy kto przeczytał opis produkcji ogniw monokrystalicznych wie, że produkcja ogniw to skomplikowany i wymagający proces. To niestety znacząco wpływa na cenę… A co jeśli dałoby się uprościć proces produkcji?

Odpowiedzią są ogniwa polikrystaliczne, które zamiast tworzyć jednolity kryształ krzemu łączą w sobie wiele kryształów. Widać to w ich strukturze, która przypomina niekiedy wzory szronu na szybie.

Jak powstają ogniwa polikrystaliczne

Podobnie jak w przypadku ogniw monokrystalicznych, najpierw kryształy krzemu lądują tyglu. Tam poddaje się je obróbce cieplnej, aby w temperaturze około 1500 stopni Celsjusza bloki stopiły się i połączyły. Tym razem nie poddaje się ich jednak wirowaniu, a pozwala na stopniowe ostygnięcie,w trakcie którego w bryle uwidacznia się struktura poszczególnych kryształów.

Tak przygotowaną bryłę tnie się na cienkie plastry. Najczęściej cięcie odbywa się za pomocą stalowej nici, jednak zależnie od zdolności producenta czasami używa się do tego celu lasera. Im większa bryła tym większe są pojedyncze plastry, co niesie za sobą znacznie lepsze wykorzystanie powierzchni panelu. Wytworzenie bryły o określonym kształcie jest jednak znacznie tańsze, prostsze i mniej czasochłonne niż w przypadku ogniw monokrystalicznych.

Ponieważ ogniwa polikrystaliczne nie były poddawane wirowaniu w trakcie produkcji, bryła nie ma kształtu walca lecz prostopadłościanu. Dlatego właśnie poszczególne ogniwa monokrystaliczne mają zaokrąglone bądź ścięte rogi, podczas gdy ogniwa polikrystaliczne są proste. Dzięki takiemu formatowi powierzchnia panelu jest znacznie łatwiejsza do zagospodarowania, a pola martwe są znacznie mniejsze.

Zestawienie ogniwa polikrystalicznego i monokrystalicznego

Wyżej wspominaliśmy o wzorze szronu, więc warto rozwinąć ten temat jako ciekawostkę. Na plastrach widać wiele plam w odcieniach koloru niebieskiego i granatowego. Każda “plama” pochodzi z kryształu, który ułożony był pod nieco innym kątem w stosunku do sąsiednich. Po ostygnięciu kryształu ułożyły się w sposób podobny do tego przed stopieniem.

Dalej produkcja paneli wygląda podobnie jak w przypadku ogniw monokrystalicznych. Powleka się je dodatkowymi warstwami antyrefleksyjnymi, nadrukowuje elektrody i umieszcza na podstawie.

Więcej informacji na temat fotowoltaiki:

Ogniwa słoneczne

Panele słoneczne

Falowniki/inwertery