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單晶和多晶到底有什么區別?
來源: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA4NzQ5ODMwOQ==&mid=241792162&idx=2&sn=4ca77405a3f73a86985e17b331b4601e&scene=23&srcid=QF8b84Iidg1zYPxBNokO#rd   發布時間: 2016-02-20 13:05   2961 次瀏覽   大小:  16px  14px  12px

都說單晶比多晶電池片的轉換效率高,但二者到底有什么不同呢?今天,伏妹兒就和大家一起分析一下。

 


晶體硅光伏產業鏈


單晶硅片與多晶硅片在晶體品質、電學性能、機械性能方面有顯著差異。單晶和多晶的差別主要在于原材料的制備方面,單晶是直拉提升法,多晶是鑄錠方法,后端制造工藝只有一些細微差別。

 

1晶體品質差異



 

 

單晶硅片與多晶硅片外觀圖示

 

硅片性質的差異性是決定單晶和多晶系統性能差異的關鍵。

 

多晶硅片是多個微小的單晶的組合,中間有大量的晶界,包含了很多的缺陷,它實際上是一個少子復合中心,因此降低了多晶電池的轉換效率。另一方面,單晶硅片的位錯密度和金屬雜質比多晶硅片小得多,各種因素綜合作用使得單晶的少子壽命比多晶高出數十倍,從而表現出轉換效率優勢。

 

單晶是一種完整的晶格排列,在同樣的切片工藝條件下表面缺陷少于多晶,在電池制造環節,單晶電池的碎片率也是小于1%的,通常情況下是0.8%左右。單晶硅片可以穩定應用金剛線切割工藝,顯著降低切片成本,并提高電池轉換效率。對多晶而言,晶體結構的缺陷導致在電池環節的碎片率一般大于2%,并且硅片切割工藝的改進難度很大,因為它沒法用金剛線切割,只能用傳統的砂線來切,成本上基本沒有多大的下降空間。

 

2電學性能差異

 

 

單晶與多晶少子壽命分布比較

 

藍色代表少子壽命較高的區域,紅色代表少子壽命較低的區域。很明顯,單晶的少子壽命是明顯高于多晶的。

 

3機械性能差異

 


單晶硅片與多晶硅片機械性能比較
 

多晶硅片的最大彎曲位移比單晶硅片低1/4,因此在電池的生產和運輸過程中更容易破碎。我們今天講電站的質量問題,很重要的一點,組件在運輸過程中可能產生電池片破碎、隱裂等問題,相對多晶而言,單晶在運輸中的抗破壞性能比較好。在長期的高低溫交替過程中,多晶組件更容易發生隱裂,這樣就降低了它的輸出功率。

 

4轉換效率對比

 

 

影響轉換效率的3項主要參數是:Voc(開路電壓)、Isc(短路電流)、FF(填充因子),公式為:Eta=Voc×Isc×FF
 


量產單晶電池與多晶電池的典型電學參數

 

從光電轉換效率參數分解來看,單晶電池的各項參數全面領先于多晶。一般來講目前工藝下國內單晶電池量產效率是19.55%左右,做得好的話可以達到19.8%-19.9%,取決于它是三柵線還是四柵線;多晶電池量產效率一般是18.12%左右。

單晶與多晶量子效率比較
 

單晶電池無論是在短波還是近紅外波段,量子效率都明顯高于多晶。這主要是由于多晶硅片存在較高的晶界和位錯缺陷,少子壽命普遍低于單晶。

 


單晶與多晶弱光響應能力比較

 

單晶具有更好的弱光響應。在輻照高的地方單多晶相差不大,但在輻照低的地方,單晶電池的弱光響應是明顯高于多晶的,這也反映在全年的發電量差別上面。

 

5溫度系數對比

 

單晶材料沒有晶界,材料純度高,內阻小,溫度升幅較??;另一方面,多晶電池的光電轉換效率較低,它將更多的光能轉換為熱能而非電能,也導致多晶的溫度升高更明顯。在最高光強下,多晶工作溫度比單晶低5~6℃左右,部分地區的多晶工作溫度可以比單晶高出10℃以上,因而多晶的功率損失較大,單晶的功率損失較小。
 

從溫度系數本身來看,單晶溫度系數是略低于多晶的,因此同樣升高1℃的情況下單晶功率損失也少于多晶。

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