Ein Solarpanel ist ein Gerät, das Sonnenstrahlungsenergie durch photoelektrischen Effekt oder photochemischen Effekt durch Absorption von Sonnenlicht direkt oder indirekt in elektrische Energie umwandelt. Das Hauptmaterial der meisten Solarmodule ist „Silizium“, aber aufgrund der hohen Produktionskosten unterliegt seine weit verbreitete Verwendung immer noch gewissen Einschränkungen.

Im Vergleich zu herkömmlichen Batterien und wiederaufladbaren Batterien tragen Solarzellen zu mehr Energieeinsparung und Umweltschutz bei umweltfreundlichen Produkten bei.

Derzeit sind kristalline Siliziummaterialien (einschließlich polykristallinem Silizium und monokristallinem Silizium) mit einem Marktanteil von mehr als 90 % die wichtigsten Photovoltaikmaterialien und werden auch in Zukunft noch lange Zeit die Hauptmaterialien für Solarzellen bleiben. Die Produktionstechnologie für Polysiliziummaterialien lag lange Zeit in den Händen von 10 Fabriken von 7 Unternehmen in 3 Ländern, darunter den Vereinigten Staaten, Japan und Deutschland, was zu einer Situation der Technologieblockade und des Marktmonopols führte. Die Nachfrage nach Polysilizium steigt hauptsächlich aus Halbleitern und Solarzellen. Entsprechend unterschiedlicher Reinheitsanforderungen, unterteilt in elektronische und solare Energieniveaus. Mit der rasanten Entwicklung der Photovoltaikindustrie wächst die Nachfrage nach Solarpolysilizium für Solarzellen schneller als die nach Halbleiterpolysilizium, und dies wird erwartet dass die Nachfrage nach Solarpolysilizium bis 2008 die Nachfrage nach elektronischem Polysilizium übersteigen wird. Die weltweite Gesamtproduktion von Solarzellen stieg von 69 MW im Jahr 1994 auf fast 1200 MW im Jahr 2004, eine Steigerung um das 17-fache in nur 10 Jahren.

Kristallsiliziumplatten: polykristalline Siliziumsolarzellen, monokristalline Siliziumsolarzellen.

Amorphe Siliziumplatten: Dünnschichtsolarzellen, organische Solarzellen.

Chemische Farbstoffplatten: farbstoffsensibilisierte Solarzellen.

Flexible Solarzelle

Monokristallines Silizium

Monokristalline Silizium-Solarzellen haben einen Umwandlungswirkungsgrad von etwa 18 bis 24 %, was den höchsten aller Solarzellentypen darstellt, aber für eine breite Verwendung zu teuer ist. Da monokristallines Silizium im Allgemeinen mit gehärtetem Glas versiegelt ist Es besteht aus wasserfestem Kunstharz, ist robust und langlebig und hat eine Lebensdauer von bis zu 25 Jahren.

Polysilizium

Der Herstellungsprozess von polykristallinen Silizium-Solarzellen ähnelt dem von monokristallinen Silizium-Solarzellen, aber der photoelektrische Umwandlungswirkungsgrad von polykristallinen Silizium-Solarzellen ist viel geringer und der photoelektrische Umwandlungswirkungsgrad beträgt etwa 16 %. In Bezug auf die Produktionskosten ist dies der Fall billiger als monokristalline Silizium-Solarzellen, und die Materialien sind einfach herzustellen, was den Stromverbrauch senkt, und die Gesamtproduktionskosten sind niedriger, sodass sie in großer Zahl entwickelt wurden. Darüber hinaus haben polykristalline Silizium-Solarzellen eine kürzere Lebensdauer als monokristalline Silizium-Solarzellen. Monokristalline Silizium-Solarzellen sind hinsichtlich Kosten und Leistung etwas besser.

Amorphes Silizium

Amorphe Silizium-Solarzellen sind eine neue Art von Dünnschicht-Solarzellen, die 1976 auf den Markt kamen. Sie unterscheiden sich grundlegend von der Herstellungsmethode monokristalliner Silizium- und polykristalliner Silizium-Solarzellen. Der Prozess wird stark vereinfacht, der Siliziummaterialverbrauch ist geringer und der Stromverbrauch ist geringer. Das Hauptproblem von Solarzellen aus amorphem Silizium besteht jedoch darin, dass die photoelektrische Umwandlungseffizienz gering ist. Das internationale Fortgeschrittenenniveau liegt bei etwa 10 % und ist nicht stabil. Mit zunehmender Zeit nimmt die Umwandlungseffizienz ab.