單晶硅和多晶硅的區別
單晶硅和多晶硅的區別是,當熔融的單質硅凝固時,硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核,如果這些晶核長成晶面取向相同的芯片,則形成單晶硅。如果這些晶核長成晶面取向不同的芯片,則形成多晶硅。多晶硅與單晶硅的差異主要表現在物理性質方面。例如在力學性質、電學性質等方面,多晶硅均不如單晶硅。多晶硅可作為拉制單晶硅的原料。單晶硅可算得上是世界上最純凈的物質了,一般的半導體器件要求硅的純度六個9以上。大型積體電路的要求更高,硅的純度必須達到九個9。目前,人們已經能制造出純度為十二個9 的單晶硅。單晶硅是電子電腦、自動控制系統等現代科學技術中不可缺少的基本材料。
高純度硅在石英中提取,以單晶硅為例,提煉要經過以下過程:石英砂一冶金級硅一提純和精煉一沉積多晶硅錠一單晶硅一硅片切割。
冶金級硅的提煉并不難。它的制備主要是在電弧爐中用碳還原石英砂而成。這樣被還原出來的硅的純度約98-99%,但半導體工業用硅還必須進行高度提純(電子級多晶硅純度要求11個9,太陽能電池級只要求6個9)。而在提純過程中,有一項“三氯氫硅還原法(西門子法)”的關鍵技術我國還沒有掌握,由于沒有這項技術,我國在提煉過程中70%以上的多晶硅都通過氯氣排放了,不僅提煉成本高,而且環境污染非常嚴重。我國每年都從石英石中提取大量的工業硅,以1美元/公斤的價格出口到德國、美國和日本等國,而這些國家把工業硅加工成高純度的晶體硅材料,以46-80美元/公斤的價格賣給我國的太陽能企業。
得到高純度的多晶硅后,還要在單晶爐中熔煉成單晶硅,以后切片后供積體電路制造等用。
單晶硅與多晶硅電池片的區別
由于單晶硅電池片和多晶硅電池片前期生產工藝的不同,使它們從外觀到電性能都有一些區別。從外觀上看:單晶硅電池片四個角呈圓弧狀,表面沒有花紋;多晶硅電池片四個角為方角,表面有類似冰花一樣的花紋。
對于使用者來說,單晶硅電池和多晶硅電池是沒有太大區別的。單晶硅電池和多晶硅電池的壽命和穩定性都很好。雖然單晶硅電池的平均轉換效率比多晶硅電池的平均轉換效率高l%左右,但是由于單晶硅太陽能電池只能做成準正方形(其4個角是圓弧),當組成太陽能電池元件時就有一部分面積填不滿,而多晶硅太陽能電池是正方形,不存在這個問題,因此對于太陽能電池元件的效率來講幾乎是一樣的。另外,由于兩種太陽能電池材料的制造工藝不一樣,多晶硅太陽能電池制造過程中消耗的能量要比單晶硅太陽能電池少30%左右,所以多晶硅太陽能電池占全球太陽能電池總產量的份額越來越大,制造成本也將大大小于單晶硅電池,所以使用多晶硅太陽能電池將更節能、更環保。
逆變器的概念
逆變是針對整流而言的,整流器把交流電能變換成直流電能的過程稱為整流。那么把直流電能變換成交流電能的過程就稱為逆變了,把完成逆變功能的電路稱為逆變電路,把實現逆變過程的裝置稱為逆變器。
在太陽能光伏發電系統中為什么一定要采用光伏逆變器呢?目前我國發電系統主要是直流系統,即將太陽能電池發出的電給蓄電池充電,而蓄電池直接給負載供電,如我國西北地方使用較多的太陽照明系統以及遠離電網的微波站供電系統均為直流系統。此類系統結構簡單,成本低廉,但由于負載直流電壓的不同(如12v、24v、48V等),很難實現系統的標準化和相容性。特別是家用電器,如日光燈、電視機、電冰箱、電風扇和大多數動力機械都是利用交流電工作的,即大多數為交流負載,所以利用直流電力供電的光伏電源,很難作為商品進入市場。太陽能光伏系統設置逆變器的目的就是將直流電轉換為交流電,便于滿足大多數使用者負載的需要。
此外,如果電力線受到破壞或被迫關閉,逆變器就要停止向用電設備或電網供電。如果電力線電壓偏低或欠壓,或出現較大的擾動時,要采用一種用于“非孤島”逆變器的傳感器來傳感這種情況。當出現這種情況時,逆變器將自動地關閉向電網供電,或把電力傳輸到其他地方,從而防止它成為電力發電的“孤島”。所謂孤島效應,即電網出現故障后,并聯在電網上的光伏并網發電系統依舊可以工作,處于獨立運行狀態。
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