Panele fotowoltaiczne monokrystaliczne czy polikrystaliczne?

Panele fotowoltaiczne są kluczowym elementem każdej instalacji fotowoltaicznej. Zbudowane są z wielu połączonych ze sobą ogniw. Dotyczy to zarówno paneli mono-, jak i polikrystalicznych. W obu typach paneli słonecznych ogniwa wykonane są z krystalicznego krzemu. Krzem jest wyjątkowym pierwiastkiem, który stał się podstawą całej dzisiejszej elektroniki. Panele fotowoltaiczne monokrystaliczne czy polikrystaliczne? Które wybrać?

Monokrystaliczny panel słoneczny składa się z ogniw monokrystalicznych, które są pojedynczym solidnym kryształem. Monokrystaliczne panele słoneczne są wytwarzane metodą Czochralskiego. Obecnie jest to najstarsza i najbardziej rozwinięta technologia. „Ziarna” kryształu krzemu umieszczane jest w kadzi rozgrzanej do 1500oC gdzie zostają stopione w jedną masę.

Następnie wprowadza się zarodek kryształu, pojedynczy blok krzemu, z którego powstanie cały kryształ. Zarodek jest następnie powoli wyciągany ze stopionego krzemu, tworząc wokół niego stałą strukturę krystaliczną, pod wpływem wyciągania przybiera kształt walca, który jest następnie drobno pokrojony w tak zwany wafel krzemowy a następnie jest przekształcane w komórkę.

W następstwie przycinania walca podczas układania obok siebie kółek powoduje powstawanie dużych pustych przestrzeni. Optymalnym rozwiązaniem jest więc przycięcie ich do kształtu zbliżonego bardziej do kwadratu. Oplecione przewodami, poukładane obok siebie ogniwa tworzą panel fotowoltaiczny.Monokrystaliczne panele słoneczne mają najwyższe wskaźniki wydajności, ponieważ są wykonane z najwyższej jakości krzemu, a ich jednokomórkowa struktura stwarza minimalny opór dla przepływu energii elektrycznej, gdy elektrony zostaną wzbudzone przez słońce.

Polikrystaliczne panele słoneczne znane również jako multikrystaliczne, wykorzystują nowszą technologią, a proces jej wytwarzania może się różnić. Proces produkcji polikrystalicznych ogniw fotowoltaicznych jest zaskakująco prosty co ma znaczący wpływ na ich cenę.

Panele polikrystaliczne również zaczynają jako „ziarna” kryształu krzemu umieszczane w rozgrzanej do wysokiej temperatury kadzi. Jednak zamiast wyciągać zarodki kryształu krzemu, jak w przypadku monokrystalicznego, kadź krzemu pozostawia się do ostygnięcia. W wyniku tego procesu ziarna krzemu łączą się i krystalizują w jedną dużą bryłę która zostaje schłodzona i pocięta na cienkie plastry. To chłodzenie tworzy charakterystyczne krawędzie i ziarna w ogniwie słonecznym.

W dalszej kolejności pocięte plastry bloku krzemu przetwarza się tak, by tworzyły prawdziwe ogniwa fotowoltaiczne. Proces obejmuje czyszczenie, nakładanie powłoki antyrefleksyjnej i przewodów elektrycznych. Za sprawą powłoki antyrefleksyjnej panele polikrystaliczne mają wyraźnie niebieski, mocno odblaskowy kolor. Łatwo można dostrzec, że każde ogniwo składa się z kilku kryształów.

Jeszcze kilka lat temu polikrystaliczne panele słoneczne były o 20-30% tańsze niż monokrystaliczne panele słoneczne, ponieważ produkcja ogniw monokrystalicznych była procesem droższym niż produkcja ogniw polikrystalicznych. Jednak obecnie wielu producentów ogniw przestawiło swoje piece na produkcję ogniw monokrystalicznych zamiast ogniw polikrystalicznych, co sprawia, że koszt jest podobny.

Monokrystaliczne panele słoneczne obecnie znacznie przewyższają sprzedaż polikrystalicznych paneli słonecznych. Powodem tego jest fakt, że monokrystaliczne panele słoneczne są bardziej wydajne, a dzięki stosowaniu nowej technologii są tańsze.