Technische Vorteile von Solarzellen aus amorphem Silizium

(1) Niedrige Material- und Herstellungskosten
Erstens können Solarzellen aus amorphem Silizium viel Siliziummaterial einsparen. Amorphes Silizium hat einen hohen Lichtabsorptionskoeffizienten, insbesondere im sichtbaren Lichtband von {{0}}.3-0,75 μm, sein Absorptionskoeffizient ist eine Größenordnung höher als der von einkristallinem Silizium Daher hat es eine etwa 40-mal höhere Absorptionseffizienz der Sonnenstrahlung als einkristallines Silizium, wobei ein sehr dünner amorpher Siliziumfilm 90 % der nutzbaren Sonnenenergie absorbieren kann. Im Allgemeinen beträgt die Dicke von amorphen Silizium-Solarzellen weniger als 0,5 um, während die Grunddicke von kristallinen Silizium-Solarzellen 240-270um beträgt, was mehr als 200 Mal unterschiedlich ist. Daher müssen Solarzellen aus amorphem Silizium viele Siliziummaterialien einsparen. Bei dem Material handelt es sich um Silan, das bei der Herstellung von hochreinem Polysilizium verwendet wird. Dieses Gas ist in der chemischen Industrie in großen Mengen verfügbar und sehr günstig.
Aufgrund der niedrigen Reaktionstemperatur kann es bei einer Temperatur von etwa 200 Grad hergestellt werden. Daher können dünne Filme auf Glas, Edelstahlplatten, Keramikplatten und flexiblen Kunststoffplatten abgeschieden werden, was auf großen Flächen einfach und kostengünstig herzustellen ist. Die Produktionskosten einer einzelnen amorphen Silizium-Dünnschichtsolarzelle können derzeit auf 1,2 US-Dollar/Wp gesenkt werden. Die Kosten für laminierte amorphe Silizium-Dünnschichtzellen können auf unter 1 USD/Wp gesenkt werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Produktionskosten von amorphem Silizium angesichts der Rohstoffe und des Produktionsprozesses relativ niedrig sind, was zum größten Vorteil von Solarzellen aus amorphem Silizium geworden ist.
(2) Kurze Energierückgewinnungszeit
Da die Rohstoffe für die Herstellung von amorphen Siliziumzellen und die Niedertemperaturproduktion weniger Energie verbrauchen, verbraucht die Herstellung von amorphen Siliziumsolarzellen in jeder Phase weniger Strom als die Produktion von monokristallinen Siliziumsolarzellen, sodass die Energierückgewinnungszeit kürzer ist. Die Herstellung amorpher Silizium-Solarzellen mit einem Umwandlungswirkungsgrad von 6 % verbraucht etwa 1,9 Kilowattstunden Strom pro Watt, und die Rückkehrzeit nach der Stromerzeugung beträgt etwa 1,5-2 Jahre, und die Energierückkehrzeit ist kurz . Die Rückkehrzeit zur Stromerzeugung anderer polykristalliner Silizium- und monokristalliner Siliziumzellen beträgt im Allgemeinen mehr als 6 Jahre.
(3) Geeignet für die Massenproduktion
Amorphes Siliziummaterial wird durch Dampfabscheidung gebildet, und die derzeit weit verbreitete Methode ist die plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD). Dieser Herstellungsprozess kann kontinuierlich in mehreren Vakuumbeschichtungskammern durchgeführt werden, wodurch eine Massenproduktion realisiert wird. Der Hauptprozess (PECVD) von Solarzellen aus amorphem Silizium unter Verwendung von Glassubstraten ähnelt dem von TFT-LCD-Arrays, und die Produktionsmethoden zeichnen sich durch hohe Automatisierung und hohe Produktionseffizienz aus.
(4) Viele Sorten und breite Anwendung
Kristallines Silizium kann auf Substraten beliebiger Form hergestellt werden, und ultraleichte Solarzellen können auf flexiblen Substraten oder dünnen Substraten aus Edelstahl und Kunststoff hergestellt werden; Solarzellen aus amorphem Silizium können in integrierte Typen, Geräteleistung und Ausgangsleistung umgewandelt werden. Die Spannung und der Ausgangsstrom können frei gestaltet und hergestellt werden, und verschiedene Produkte, die für unterschiedliche Anforderungen geeignet sind, können bequemer hergestellt werden. Es ist bequemer, eine Vielzahl von Produkten herzustellen, die für unterschiedliche Bedürfnisse geeignet sind. Aufgrund des hohen Lichtabsorptionskoeffizienten und der geringen Dunkelleitfähigkeit eignet es sich für die Herstellung von Netzteilen mit geringem Stromverbrauch für den Innenbereich, wie z. B. Uhrenbatterien, Taschenrechnerbatterien usw.; Aufgrund der starken mechanischen Eigenschaften der Siliziumnetzstruktur des a-Si-Films eignet er sich für den Einsatz auf flexiblen Substraten. Leichte Solarzellen können am Boden hergestellt werden; Durch flexible und vielfältige Fertigungsmethoden können gebäudeintegrierte Batterien hergestellt werden, die für die Installation von Dachkraftwerken der Nutzer geeignet sind.
(5) Gute Leistung bei hohen Temperaturen
Wenn die Betriebstemperatur der Solarzelle höher als die Standardtesttemperatur von 25 Grad ist, sinkt ihre optimale Ausgangsleistung; Der Einfluss der Temperatur auf die Solarzelle aus amorphem Silizium ist viel geringer als bei der Solarzelle aus kristallinem Silizium.
(6) Gute Reaktion auf schwaches Licht und hohe Ladeeffizienz
Der Absorptionskoeffizient von amorphem Siliziummaterial liegt im gesamten Bereich des sichtbaren Lichts und ist im tatsächlichen Gebrauch besser an schwaches und starkes Licht angepasst.