Kilde: clean-energy-ideas.com
Hvis du noen gang har lurt på hvilke materialer som brukes på solcellepaneler, er denne artikkelen noe for deg. Vi tar en titt på de forskjellige materialene som brukes til å produsere solceller. Dette inkluderer både råmaterialene og eventuelle syntetiske tilsetningsstoffer et solcellepanel er laget av.
Selv om materialene vil variere mellom forskjellige solcellepanelprodusenter, vil denne artikkelen gi deg en god generell forståelse av materialene du kan forvente å finne i solindustrien som helhet.
Ramme materialer
Rammer er en nøkkelfunksjon i utformingen av et solcellepanel. De bidrar til å holde forskjellige komponenter sammen, gir beskyttelse mot elementene og bidrar til å forbedre holdbarheten. De fleste solcellepanelrammer er laget av enten anodisert eller pulverlakkert aluminium.
Anodiserte solcellepanelrammer i aluminium
De fleste solcellepaneler av høy kvalitet vil ha en anodisert aluminiumsramme og bruk av dette materialet har mange fordeler. Viktigst av alt, den har evnen til å reflektere mer varme, noe som bidrar til å forbedre den generelle konverteringseffektiviteten til en solcelle.
Anodisert aluminium er også lett å vedlikeholde. Du kan periodisk rengjøre den for å gjenopprette utseendet. Materialet påvirkes ikke av sollys og tåler ofte riper bedre enn pulverlakkerte alternativer.
De viktigste ulempene ved anodiserte solrammer i aluminium er at de kommer i bare en farge - sølv. Dette kan være en utfordring for arkitekter og solcellepanelselskaper når de prøver å blande solcellepaneler inn i den generelle estetikken til en bygning.
Pulverlakkerte solcellepanelrammer
Solcellepaneler som består av en pulverlakkert aluminiumsramme er ideelle for de som foretrekker stil fremfor funksjon. De fleste rammer av denne typen kommer i svart og blander seg bedre med mørke takfliser. De kan imidlertid komme i et bredt utvalg av farger for å matche forskjellige elementer i en ny eller eksisterende bygning. Du kan til og med oppnå enten en glans, matt eller satengfinish med pulverbeleggteknikken.
Den største ulempen med pulverlakkerte solrammer er at de riper lettere enn deres anodiserte alternativer. Fordelen her er imidlertid at du kan reparere pulverlakkerte materialer, i motsetning til riper på anodiserte aluminiumsrammer.
Underlagsmateriale
Underlagsmaterialer er en nøkkelkomponent i utformingen av et solcellepanel. Deres hovedfunksjon er å øke effektiviteten ved å tilby pålitelig elektrisk ledningsevne. Fra et sikkerhetssynspunkt, ved å bidra til å isolere panelet, tilbyr de også beskyttelse mot elektrisk støt.
Vi omtaler solcellepanel-backings som fotovoltaiske bakark. Disse består ofte av en rekke forskjellige materialer laminert sammen for å levere høyytelsesegenskaper. Disse materialene kan variere betydelig mellom produsenter.
Solcelle materialer
Solceller er uten tvil det viktigste ved et solcellepanel. Det er solcellen som er ansvarlig for å konvertere sollys til elektrisitet gjennom den fotovoltaiske effekten. La oss nå ta en titt på de forskjellige materialene som brukes til å lage solceller.
Krystallinske silisiumceller
Solceller laget av silisium er det mest populære valget for dagens solcellepaneler. Vi kan skille krystallinsk silisium (c-Si) i forskjellige kategorier basert på krystallstørrelsen på den resulterende silisiumskiven som brukes i en solcelle. De to mest populære kategoriene av c-Si er som følger:
Polykrystallinsk silisium– Også kjent som 'multikrystallinsk silisium', denne typen solcelle er den vanligste. På grunn av sin popularitet og en mer effektiv produksjonsprosess (som involverer smeltet silisium), er solcellepaneler som bruker celler av denne typen ofte de billigste å kjøpe.
Monokrystallinsk silisium– Dette er en svært effektiv type solcelle som brukes i førsteklasses solcellepaneler. De tilbyr generelt mer effekt enn rivaliserende produkter, men er langt dyrere. Solcellepaneler som bruker monokrystallinske silisiumceller har et særegent mønster av små hvite diamanter. Dette skyldes hvordan wafers er kuttet.
Tynne filmceller
Solcellepaneler som bruker tynnfilm solceller er mindre vanlige enn krystallinske silisiumalternativer. Selv om de pleier å være billigere, er ytelsen deres ikke så god som c-Si-teknologi. En fordel med tynne filmceller er at de er fleksible og derfor litt mer holdbare.
Nylige forbedringer i tynnfilmteknologi har bidratt til å lukke gapet, med noen tynne filmceller som nå overgår polykrystallinske silisiumceller. Teknologien er imidlertid fortsatt langt unna en monokrystallinsk silisiumcelle.
De mest populære materialene i tynnfilm solceller er som følger:
Amorf silisium– Dette er et populært materiale som brukes mye på tynnfilm solceller. Den bruker rundt 1% av silisiumet som en tradisjonell krystallinsk silisiumcelle inneholder, noe som gjør den betydelig billigere.
Kadmium Telluride– Kadmium solceller er det eneste tynne filmproduktet som har rivalert ytelsen til monokrystallinske silisiumceller. Ulempen med dette materialet er at det er svært giftig, noe som forårsaker bekymring for avhending av gamle kadmiumceller.
Kobber indium gallium selenid (CIGS)– Dette er den tredje vanlige tynnfilm solcelleteknologien. Når vi sammenligner dette med krystallinsk silisium, kan CIGS-celler være hvor som helst mellom 80 og 160 ganger tynnere.
Antirefleksbelegg
For å forbedre effektiviteten til en solcelle, påføres ofte et spesielt belegg som bidrar til å redusere refleksjon. Antirefleksbelegg gjør det mulig for solcelleceller å absorbere mer lys og dermed øke effektiviteten.
Silisiumnitritt er ofte det valgte materialet for antirefleks solcellebelegg. Den brukes som en film over cellen og er tilgjengelig i forskjellige tykkelser. Du kan lære mer om antirefleksbelegg for silisium solceller vedpveducation.org.
Andre bemerkelsesverdige materialer
Den generelle konstruksjonen av et solcellepanel har også en rekke andre bemerkelsesverdige materialer. Disse inkluderer følgende:
glass– Glass er mye brukt i utformingen av solcellepaneler, og finnes over konvensjonelle silisium solceller. Med tynnfilmteknologier er cellene vanligvis smurt mellom to glassruter. Dette er en av de viktigste ulempene ved tynnfilmteknologier ved at det ekstra glasslaget kan øke den totale vekten av panelet betydelig.
kobber– Du finner kobber i ulike komponenter i et solcellepanel. Den kan brukes i alt fra ledninger (inkludert jordingskabler) til vekselrettere som konverterer likestrøm til vekselstrøm.
plast– Plast er et vanlig trekk ved et solcellepanel. Den kan brukes til å huse koblingsbokser som ofte finnes på undersiden av et solcellepanel. Koblingsbokser er en enkel måte å koble sammen flere paneler på for å danne ett enkelt system.
Farlige materialer som brukes på solcellepaneler
Noen av materialene som brukes til å lage solcellepaneler kan være farlige for både helse og miljø. Selv om de ikke er ideelle, brukes giftige stoffer noen ganger til å forbedre effektiviteten og holdbarheten til solenergisystemer. Tabellen nedenfor beskriver noen av de farlige materialene som finnes på et solcellepanel.
| Materiale/sammensatt | Formål/bruk |
|---|---|
| Kadmium Telluride | Brukes som nøkkelforbindelse i Cadmium tynnfilmteknologi. Anses som trygt når det er i bruk, men kan utgjøre en utfordring under produksjon og avhending av Cadmium solceller. |
| Kobber indium gallium selenid (CIGS) | Dette kjemikaliet er giftig for lungene, men brukes som nøkkelforbindelse i CIGS tynnfilm solceller. |
| Frostvæske | Noen ganger funnet på solvarmesystemer for å unngå væske fra frysing i kaldere klima. |
Som du vil se, gjelder de fleste av de ovennevnte bare tynnfilm solteknologier. Tradisjonelle silisium solceller anses som trygge, men produksjonen av disse cellene produserer silisiumtetraklorid - et svært giftig biprodukt som er skadelig for planter og dyr. Produsenter bør ta skritt for å redusere mengden silisiumtetraklorid som slippes ut i omgivelsene.
Selv om det ikke er noen som benekter at solcellepaneler kommer med sine egne miljøhensyn, er bruk av solen som energikilde fortsatt noe av det beste vi kan gjøre for miljøet.
Sammendrag av ovennevnte materialer
Solcelleproduksjon involverer mange forskjellige materialer. Mange av disse er eksotiske og har bare oppnådd berømmelse på grunn av fremveksten av solenergiindustrien.
Den faktiske listen over materialer i et solcellepanel er først og fremst diktert av hvilken type solceller den inneholder. Som vi forklarte i denne artikkelen, kan dette være silisiumbaserte solceller eller tynne filmceller som bruker forskjellige materialer. Disse kan omfatte kadmium telluride eller kobber indium gallium selenid (CIGS for kort).
