السيليكون أحادي البلورات والسيليكون متعدد البلورات

تعد الأنظمة الكهروضوئية مثالاً للطاقة المستدامة وأصبحت جزءًا من الحياة اليومية ببطء مع تحول المزيد من الناس إلى خيارات الطاقة المتجددة. يعد اختيار المادة المناسبة للخلايا الكهروضوئية جزءًا أساسيًا من العملية، وسنقوم اليوم بدراسة الاختلافات الرئيسية بين السيليكون أحادي البلورية والسيليكون متعدد البلورات.

1.

السيليكون أحادي البلورية

يُسمى السيليكون أحادي البلورية بهذا الاسم لأنه يتكون من بنية بلورية واحدة متواصلة، وطريقة تصنيعه تسمح بتدفق الإلكترونات دون خلق قدر كبير من المقاومة. إن الترتيب الذري المرتب للسيليكون أحادي البلورة قد مكّن خلاياه الكهروضوئية من الحفاظ على نسبة تحويل طاقة أعلى تتراوح من حوالي 15% - 24% في المتوسط.

2.

السيليكون متعدد البلورات

يتمتع-السيليكون البلوري الفردي بفترة زمنية للاسترداد مدتها سنتان، وهو ما يتفوق على علامة الثلاث سنوات-التي حددها السيليكون البلوري-المتعدد. وتتوافق هذه الملاحظة مع المفاهيم الأساسية للاقتصاد الدائري.سينتج عن كلا الشكلين من السيليكون بعض النفايات الإلكترونية، ولكن الخلايا البلورية-المفردة أقل تعقيدًا في إعادة التدوير نظرًا لنقاوتها العالية. يمكن تحقيق معدل استرداد يصل إلى 95% تقريبًا باستخدام-سليكون بلوري واحد مقارنة بحوالي 85% من السيليكون متعدد-البلوري.

 

أنت تفكر فيما إذا كنت ستستخدم أحادي البلورات أو متعدد البلورات. هذين الخيارين لهما مزايا وعيوب نسبية. يتلخص الاختيار في ما يخدم غرضك بشكل أفضل. إذا كنت تريد أقصى قدر من الكفاءة ولا تمانع في إنفاق بعض المال الإضافي، فإن أحادي البلورة هو الخيار المناسب لك. ومع ذلك، إذا كنت تريد خيارًا بتكلفة أقل، فإن الكريستالات تعد بديلاً جيدًا.

1. الطاقة الشمسية للمنازل
تعمل الألواح أحادية البلورية بشكل جيد مع الأسطح الصغيرة. على سبيل المثال، يحتاج نظام بقدرة 5 كيلو واط إلى حوالي 13 لوحة أحادية (بدلاً من 17 لوحة بولي سيليكون تقريبًا)، مما يوفر قدرًا كبيرًا من المساحة.
على سبيل المثال، يوفر السقف الشمسي لشركة Tesla في كاليفورنيا الطاقة للعديد من المنازل. يستخدم البلاط أحادي البلورية ويخلق مخرجات جيدة للنظام. ويجعل هذه المنازل مستقلة تماما عن شبكة الكهرباء.

2. تزويد الصناعة والمناطق النائية بالطاقة
الألواح متعددة البلورات تمنح الطاقة لأبراج الاتصالات في أفريقيا. أدى نظام بقدرة 100 كيلووات في نيجيريا إلى خفض الحاجة إلى الديزل بشكل كبير. وهذا وفر مبلغًا جيدًا من المال كل شهر.
تعد الأنظمة الهجينة، التي تمزج بين الألواح الأحادية البلورية وبطاريات الليثيوم مثل Tesla Powerwall، شائعة جدًا في المنازل الأسترالية غير المتصلة بالشبكة. إنهم يجمعون بين إنتاج الطاقة الشمسية الجيد والاستخدام الفعال للبطارية.

1. التقدم في التكنولوجيا

تغييرات -مفردة في السيليكون البلوري:

N-النوع السيليكون: يتخلص من عيوب البورون والأكسجين مما يجعله يعمل بشكل أفضل. تظهر الاختبارات المعملية أنه يمكن أن تصل كفاءته إلى 26%.
التصاميم ثلاثية الأبعاد: وضع الخلايا فوق بعضها البعض (مثل البيروفسكايت مع السيليكون) يمكن أن يوصلنا إلى كفاءة بنسبة 35% بحلول عام 2030.
تحسينات كريستالية متعددة-:

البلورات المتعددة-غير المستقرة: طرق جديدة لجعل هذه البلورات مقطوعة عند الحواف بين البلورات، بحيث تقترب من الكفاءة بنسبة 20%.

2. المخاوف الخضراء

يتمتع-السيليكون البلوري الفردي بفترة زمنية للاسترداد مدتها سنتان، وهو ما يتفوق على علامة الثلاث سنوات-التي حددها السيليكون البلوري-المتعدد. وتتوافق هذه الملاحظة مع المفاهيم الأساسية للاقتصاد الدائري.

سينتج عن كلا الشكلين من السيليكون بعض النفايات الإلكترونية، ولكن الخلايا البلورية-المفردة أقل تعقيدًا في إعادة التدوير نظرًا لنقاوتها العالية. يمكن تحقيق معدل استرداد يصل إلى 95% تقريبًا باستخدام-سليكون بلوري واحد مقارنة بحوالي 85% من السيليكون متعدد-البلوري.