Vrste sončnih celic: monokristalne, polikristalne, tankoslojne
V sončnih območjih planeta, kjer je konvencionalna oskrba z električno energijo nemogoča ali nepraktična in namestitev vetrne turbine iz nekega razloga ni primerna, se lahko uporabljajo sončne celice (baterije). Kompleti visokozmogljivih solarnih panelov so nameščeni na strehah zasebnih hiš, v vrtovih, na ladjah, na lučeh. Prenosne sončne baterije se uporabljajo za polnjenje pripomočkov in baterij med potovanjem, za napajanje walkie-talkijev.
Solarni paneli so zanesljivi, nimajo gibljivih delov, niso podvrženi mehanski obrabi kot vetrne turbine, zato so zelo vzdržljivi in lahko svojemu lastniku zanesljivo služijo desetletja. Poglejmo, kaj so sončne celice, njihove glavne vrste.
Monokristalne sončne celice
Monokristalne sončne celice imajo tradicionalen črn ali temno moder odtenek. Te plošče so uokvirjene z aluminijastim okvirjem in prekrite s steklom, odpornim na udarce.
Monokristalne sončne celice so izdelane samo iz čistega silicija.Talina čistega silicija se ob stiku s semenom počasi strdi, tako da nastane cilindrični silicijev monokristalni odlitek s premerom približno 20 cm in dolg do 2 metra.
Nastali ingot čistega silicija se razreže na plošče, debele približno 300 μm. Učinkovitost takšnih elementov doseže 19%, ker so v tej multistrukturi atomi razporejeni tako, da elektronom zagotavljajo ustrezno večjo mobilnost, baterije iz njih pa kažejo višjo energetsko učinkovitost.
Plošče so opremljene s kovinskimi elektrodami v obliki rešetk. Običajno so posamezne celice monokristalnih baterij v obliki kvadratov z odrezanimi vogali.
Ti elementi so precej učinkoviti, industrijski modeli kažejo dejansko učinkovitost v območju 16%, zato so elementi te vrste dražji na 1 vat kot polikristalni. Njihova življenjska doba je zelo dolga, lahko doseže 50 let.
Polikristalne sončne celice
Svetlo modre polikristalne sončne celice so veliko cenejše od monokristalnih. Elementi zanje niso narejeni iz enega kristala silicija, zato so atomi silicija tu razporejeni naključno.
Zdaj je povprečna učinkovitost polikristalne plošče v območju 13-15%. Zaradi svoje široke dostopnosti pa je ta vrsta celic zelo pogosta med potrošniki, ki želijo dostop do sončne energije čim cenejši.
Velika pomanjkljivost polikristalnih elementov je, da so med transportom izredno krhki. Njihova najdaljša življenjska doba je 25 let.Proces industrijske proizvodnje polikristalnih elementov se sčasoma izboljšuje, zato obstaja upanje, da bodo v prihodnosti po učinkovitosti dohiteli monokristalne.
Tankoplastne sončne celice
Tankoplastne sončne celice cenejši za proizvodnjo kot monokristalni in polikristalni silicij. Temeljijo na polimernih filmih, amorfnem siliciju, aluminiju, kadmijevem teluridu in drugih polprevodnikih, ki se že uporabljajo pri izdelavi polnilcev za pripomočke v obliki majhnih zložljivih sončnih celic.
Tovrstne baterije zavzemajo 2,5-krat večjo površino kot kristalne pri enaki moči, vendar lahko delujejo tudi v oblačnem vremenu z razpršeno svetlobo v oblačnem vremenu, baterije pa lahko postavite ne samo na streho stavbe, ampak tudi na njegove stene. Zato je uporaba tankoplastnih baterij upravičena pri gradnji sorazmerno velikih sončnih elektrarn, ko obstaja potrebna površina za njihovo postavitev.
Prav tankoplastne plošče so danes še posebej priljubljene v sistemih, ki delujejo v industrijskem obsegu z omrežnimi razsmerniki, ki dovajajo električno energijo v javno omrežje. Ti sistemi zahtevajo visokonapetostni regulator in poseben pretvornik, ki se razlikuje od običajnih domačih, ki se uporabljajo z običajnimi monokristalnimi in polikristalnimi baterijami.
Čeprav imajo tankoplastne sončne celice iz amorfnega silicija povprečni izkoristek 7 %, so glede na proizvodne stroške najcenejše od vseh solarnih panelov. Kadmijev telurid ima povprečni izkoristek 11 % in je nekoliko dražji od amorfnih silicijevih baterij.Sončne celice na osnovi bakra, indija, galija in selena so najučinkovitejše tankoplastne baterije, njihova učinkovitost doseže 15%.
Poglej tudi:Učinkovitost sončnih celic in modulov