Technische Iteration monokristalliner Solarmodule
Monokristalline Solarmodule wurden mehreren technischen Iterationen unterzogen, um ihre Effizienz und Leistung im Laufe der Zeit zu verbessern. Hier sind einige bemerkenswerte Fortschritte in der Technologie monokristalliner Solarmodule:
1. Verbesserte Kristallwachstumstechniken:
Die anfänglichen monokristallinen Siliziumbarren, die in frühen Panels verwendet wurden, hatten einen geringeren Reinheitsgrad, was zu einer geringeren Effizienz führte. Fortschritte bei Kristallwachstumstechniken wie der Czochralski-Methode und der Float-Zone-Methode haben jedoch die Herstellung von einkristallinem Silizium höherer Qualität ermöglicht.
l Czochralski-Methode: Bei dieser Methode wird hochreines Silizium geschmolzen und anschließend langsam ein Impfkristall aus dem geschmolzenen Material gezogen, sodass dieser zu einer Einkristallstruktur erstarren kann. Es wird häufig zur Herstellung großer Siliziumbarren mit verbesserter Kristallqualität eingesetzt.
l Float-Zone-Methode: Bei dieser Technik wird ein kleiner Impfkristall geschmolzen und langsam durch eine heiße Zone nach oben gezogen, wodurch ein einkristalliner Siliziumstab entsteht. Der Prozess reduziert die Verunreinigung durch Verunreinigungen und führt zu einer höheren Effizienz.
2. Passivierungsschichten:
Um Rekombinationsverluste zu minimieren und die Elektronenmobilität innerhalb der Solarzelle zu verbessern, wurden Passivierungsschichten auf der Vorder- und Rückseite monokristalliner Solarzellen angebracht. Diese Schichten, typischerweise aus Siliziumnitrid (SiNx) oder Aluminiumoxid (Al2O3), reduzieren die Oberflächenrekombination und verbessern dadurch die Zelleffizienz und die gesamte Energieumwandlung.
3. Oberflächenstrukturierung:
Unter Oberflächentexturierung versteht man die Erzeugung einer rauen oder strukturierten Oberfläche auf der Vorderseite der Solarzelle, um Reflexionsverluste zu reduzieren. Diese Technik lässt mehr Licht in die Zelle eindringen und erhöht die Lichtabsorption. Verschiedene Texturierungsmethoden wie Ätzen oder plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) wurden entwickelt, um die Oberflächentextur zu optimieren und die Gesamtleistung der Zelle zu verbessern.
4. Metallisierungsgitter:
Die Metallkontakte oder -gitter, die den erzeugten Strom in einer Solarzelle sammeln, wurden verbessert, um Verschattungs- und Widerstandsverluste zu reduzieren. Fortschritte in der Siebdrucktechnologie haben die Herstellung feinerer und effizienterer Metallisierungsgitter ermöglicht, wodurch die Stromerfassung verbessert und die Gesamteffizienz verbessert wurde.
5. Rückkontakt-Solarzellen:
Herkömmliche monokristalline Solarzellen haben Metallkontakte auf der Vorderseite, was zu einigen Verschattungsverlusten führt. Bei Solarzellen mit rückseitigem Kontakt, auch als rückseitig kontaktierte oder rückseitige Emitterzellen bezeichnet, sind alle Metallkontakte auf der Rückseite angebracht. Dieses Design eliminiert Abschattungsverluste und verbessert die Lichtabsorption, was zu einer höheren Effizienz führt.
6. Passivierte Emitter und PERL-Technologie (Rear Locally Diffusion):
Die PERL-Technologie kombiniert einen passivierten Emitter und eine lokal diffundierte Rückseitenstruktur. Dabei wird auf der Rückseite der Zelle eine dünne Schicht aus amorphem Silizium angebracht, die sowohl als Passivierungsschicht als auch als Rückseitenfeld fungiert. Die PERL-Technologie reduziert Rekombinationsverluste und verbessert die Photonenabsorption, was zu einer höheren Effizienz führt.
7. Multi-Busbar-Technologien:
Traditionell nutzten monokristalline Solarzellen zwei Stromschienen, um den erzeugten Strom zu sammeln. Es sind jedoch Multi-Sammelschienen-Technologien entstanden, die die Anzahl der Sammelschienen erhöhen, um Widerstandsverluste zu minimieren und die Stromerfassung zu verbessern. Mehr Stromschienen sorgen für eine gleichmäßigere Stromverteilung, verringern den Innenwiderstand der Solarzelle und verbessern die Gesamtleistung.
Diese technischen Iterationen haben dazu beigetragen, die Effizienz und Leistungsabgabe monokristalliner Solarmodule zu steigern. Hochwertigere Kristallwachstumsmethoden, fortschrittliche Passivierungsschichten, Oberflächentexturierung, verbesserte Metallisierung und innovative Zelldesigns haben gemeinsam die kontinuierliche Verbesserung und Einführung der monokristallinen Solartechnologie vorangetrieben.