Какие солнечные панели лучше выбрать: монокристаллические, поликристаллические или тонкопленочные

Один из важных факторов выбора модулей фотоэлектрической установки — тип фотоэлементов. От него во многом зависит выработка солнечной электростанции и срок ее службы. Наибольшее распространение сейчас получили три разновидности солнечных батарей:

• монокристаллические,
• поликристаллические,
• аморфные (тонкопленочные).

Монокристаллические солнечные панели

Солнечные батареи этого типа в последнее время чаще всего устанавливают на крышах частных домов. Предпочтение им отдают, в том числе из-за эстетичного внешнего вида — панели имеют однотонную поверхность матового темно-синего или черного цвета.

Монокристаллический модуль легко отличить по форме отдельных фотоэлектрических элементов: они выглядят как квадрат со срезанными углами. Стандартные панели составляются из 60 или 72 фотоячеек.

Название монокристаллические фотопанели получили от технологии изготовления. Каждая фотоячейка батареи состоит из одного кристалла кремния, сформированного с использованием метода Чохральского. В емкость с расплавом чистого кремния помещают затравочный кристалл этого же вещества. При вытягивании затравки вокруг нее застывает кремний из расплава, образуя большой монокристалл — слиток. После полного охлаждения его разрезают на тонкие пластины, из которых собирается фотоэлемент.

Благодаря тому, что фотоэлектрические элементы состоят из одного кристалла, они обладают высокой проводимостью. Поэтому монокристаллические панели — самый энергоэффективный тип солнечных батарей. Их коэффициент преобразования солнечной энергии обычно равен 17–22%. Максимальная эффективность позволяет добиться большой мощности фотомодуля при его компактных размерах, сообщает buduemo.com.

Основной недостаток монокристаллических модулей — высокая стоимость, обусловленная сложностью процесса производства. В среднем они дороже поликристаллических фотопанелей на 0,05 доллара США в пересчете на ватт номинальной мощности.

Поликристаллические солнечные панели

Солнечные модули на основе поликристаллов кремния — отличный выбор при ограниченности бюджета. Отдельные фотоячейки не имеют срезанных углов, а их поверхность отличается неоднородным темно-синим цветом, который не всегда гармонично можно сочетать с окружающей обстановкой.

Поликристаллические фотоэлементы также изготавливаются из расплава кремния, в который погружается затравка. Но вместо вытягивания монокристалла производится охлаждение всего расплава. В результате формируется большой слиток, состоящий из множества кристаллов кремния, ориентированных в разных направлениях. Получившийся поликристалл также разрезается на пластины, из которых собираются фотопанели на 60 или 72 фотоэлемента.

По фотоэлектрической ячейке, состоящей из отдельных кристаллов кремния, электронам проходить труднее, чем по монокристаллу. Из-за этого КПД поликристаллических панелей, как правило, составляет 15–17%.

Главное преимущество поликристаллических модулей перед монокристаллическими — более доступная цена. Именно она обеспечила высокую популярность батарей из поликристаллов в 2012–2016 годах.

Тонкопленочные солнечные панели

Тонкопленочные, или аморфные, солнечные батареи — новейшая разработка. Но это не лучший вариант для использования в традиционных домашних фотоэлектростанциях. Для таких фотомодулей характерны равномерный темный цвет поверхности без ярко выраженных границ фотоячеек, легкость и зачастую гибкость.

Аморфные панели изготавливаются путем нанесения тонкого слоя фотоэлектрического материала на твердое основание.

В качестве активного вещества применяются, в том числе следующие материалы:

• аморфный кремний;
• теллурид кадмия;
• селенид меди-индия-галлия;
• диоксид титана.

Аморфные модули дешевле кристаллических и меньше теряют КПД при рассеянном свете и низкой освещенности. В то же время тонкопленочные панели характеризуются низкой эффективностью и более коротким сроком службы, чем кристаллические.
Обычный КПД для большинства серийных моделей лежит в пределах 10–13%. Но технология активно развивается. Всего несколько лет назад энергоэффективность тонкопленочных моделей не превышала 10%, а сейчас создаются экспериментальные фотоячейки с КПД 23,4%.

Тем не менее пока из-за низкой эффективности и недолговечности использование пленочных солнечных панелей в частных домохозяйствах нецелесообразно. Однако благодаря легкости установки и малой стоимости солнечные батареи этого типа находят широкое применение в промышленных фотоэлектрических системах, где экономия занимаемого пространства не играет важной роли.

Какие солнечные батареи выбрать

Для создания домашней фотоэлектрической установки лучше всего подходят монокристаллические и поликристаллические панели. Первые обеспечивают максимальный КПД, вторые дешевле. Впрочем, совершенствование технологий постепенно сближает поликристаллические и монокристаллические модули как по энергоэффективности, так и по стоимости.

Поэтому при выборе солнечных батарей нужно учитывать не только тип фотоэлектрических элементов, но и множество других факторов, в первую очередь конкретные характеристики, их соответствие условиям эксплуатации и качество изготовления фотопанелей. А также важно уделять внимание правильности выполнения монтажа.