Với nhu cầu năng lượng tái tạo ngày càng tăng trên toàn cầu, sản xuất điện mặt trời quang điện đã trở thành một công nghệ cốt lõi trong lĩnh vực năng lượng sạch.Hiệu suất và hiệu quả của tấm pin mặt trời ảnh hưởng trực tiếp đến việc sản xuất điệnKhi lựa chọn tấm pin mặt trời, người tiêu dùng thường tự hỏi liệu một tinh thể hay nhiều tinh thể là tốt hơn, và cũng tò mò về thành phần vật liệu của tấm pin mặt trời.
I. So sánh các tấm pin mặt trời đơn tinh và đa tinh
1Đặc điểm của tấm pin mặt trời đơn tinh thể
Các tấm pin mặt trời silic monocrystalline được làm từ silic với cấu trúc tinh thể duy nhất. Chúng được sản xuất bằng cách sử dụng quy trình Czochralski để sản xuất các thanh silic chất lượng cao,Sau đó được cắt thành miếng mỏng.
Ưu điểm:
• Hiệu quả cao:Silicon đơn tinh thể có cấu trúc tinh thể đều đặn, dẫn đến hiệu suất chuyển điện tử cao. hiệu suất chuyển đổi thường là 20% -23% (với kết quả phòng thí nghiệm vượt quá 26%),dẫn đến sản xuất điện cao hơn trên mỗi đơn vị diện tích.
• Sử dụng không gian cao: Do hiệu quả cao của chúng, các tấm đơn tinh thể có thể tạo ra nhiều năng lượng hơn trong không gian hạn chế (như mái nhà đô thị), làm cho chúng phù hợp với các ứng dụng không gian hạn chế.
• Dáng vẻ hấp dẫn:Các tấm đơn tinh thể có bề mặt màu xanh đậm hoặc đen đồng đều, với các góc thường tròn (do hình dạng hình trụ của các thanh silicon),làm cho chúng trông hiện đại hơn và phù hợp với các tòa nhà dân cư hoặc thương mại cao cấp.
• Sức bền: Silicon đơn tinh tinh tinh tinh khiết cao và thể hiện khả năng chống phân hủy vượt trội, dẫn đến sự suy giảm hiệu quả chậm trong thời gian sử dụng lâu dài (hơn 10 năm).
• Hiệu suất cao hơn một chút:Các tấm đơn tinh thể trải qua sự mất hiệu quả tối thiểu trong môi trường nhiệt độ cao, làm cho chúng phù hợp với các khu vực nóng.
Nhược điểm:
• Chi phí cao hơn:Quá trình sản xuất silic đơn tinh là phức tạp và tốn nhiều năng lượng, dẫn đến chi phí sản xuất và giá thị trường cao hơn so với silic đa tinh,và đầu tư ban đầu lớn hơn.
• Rác thải cao:Khi các thỏi silicon được cắt thành các tấm hình vuông mỏng, một lượng phế liệu đáng kể được tạo ra, dẫn đến việc sử dụng tài nguyên thấp hơn.
• Nhạy cảm với bóng: Bảng đơn tinh thể rất nhạy cảm với bóng tối tại địa phương (như bóng cây hoặc bụi), có thể dẫn đến giảm hiệu quả trên toàn bộ bảng.
2Đặc điểm của tấm pin mặt trời đa tinh thể
Các tấm pin mặt trời silic polycrystalline bao gồm các vật liệu silic với nhiều cấu trúc tinh thể.dẫn đến một cấu trúc tinh thể tương đối phức tạp.
Ưu điểm:
• Chi phí thấp:Silicon polycrystalline tự hào có quy trình sản xuất đơn giản và tiêu thụ năng lượng thấp, dẫn đến chi phí sản xuất thấp hơn khoảng 10% -20% so với silic đơn tinh.Điều này làm cho nó có giá cạnh tranh hơn và phù hợp với các dự án với ngân sách hạn chế.
• Sử dụng tài nguyên cao:Phương pháp đúc thỏi trực tiếp sản xuất thỏi silicon vuông, dẫn đến chi phí cắt tối thiểu và hiệu quả sử dụng nguyên liệu thô cao.
• Sản xuất thân thiện với môi trường:Sản xuất silic đa tinh thể tiêu thụ ít năng lượng hơn và có dấu chân carbon nhỏ hơn, phù hợp với xu hướng sản xuất xanh.
• Khả năng chống lại bóng tối cao hơn một chút:Do cấu trúc tinh thể đa dạng của nó, các tấm polycrystalline trải qua sự mất hiệu quả tổng thể tối thiểu dưới bóng tối một phần.
Nhược điểm:
• Hiệu quả thấp hơn:Silicon đa tinh thể có nhiều ranh giới hạt, cản trở di cư electron. Hiệu quả chuyển đổi thường nằm trong khoảng 17% đến 20%,dẫn đến sản xuất điện năng thấp hơn so với silic đơn tinh.
• Nhu cầu không gian lớn:Do hiệu quả thấp hơn, các tấm polycrystalline đòi hỏi một khu vực lớn hơn để đạt được cùng một sản xuất điện, khiến chúng không phù hợp với các ứng dụng không gian hạn chế.
• Nhìn thường:Các tấm polycrystalline có bề mặt màu xanh với mô hình hạt bất thường và góc vuông, dẫn đến hiệu ứng thị giác ít đồng nhất hơn các tấm đơn tinh,cho chúng một chút cảm giác "công nghiệp".
• Hiệu suất nhiệt độ cao kém một chút:Trong môi trường nhiệt độ cao, hiệu suất của các tấm polycrystalline giảm hơn một chút so với các tấm đơn tinh, và hiệu suất kém hơn một chút ở các khu vực nhiệt đới.
• Sự suy giảm tuổi thọ:Các khiếm khuyết tinh thể trong silic đa tinh thể có thể gây ra sự suy giảm hiệu quả nhanh hơn một chút trong thời gian sử dụng lâu dài, đòi hỏi phải kiểm tra thường xuyên hơn.
3Các kịch bản ứng dụng của tinh thể đơn và đa tinh thể
Monocrystalline phù hợp với các kịch bản sau:
• Không gian hạn chế:Ví dụ, mái nhà nhà ở và mái nhà tòa nhà thương mại ở các thành phố, nơi cần hiệu quả cao để tối đa hóa sản xuất điện.
• Khu vực nhiệt độ cao:Ví dụ, miền nam Trung Quốc, Đông Nam Á và Trung Đông, nơi mà chất đơn tinh cung cấp khả năng chống nhiệt độ cao vượt trội.
• Các dự án cao cấp:Ví dụ, biệt thự và các dự án chứng nhận tòa nhà xanh, nơi ngoại hình và hiệu suất của đơn tinh thể phù hợp hơn với vị trí cao cấp.
• Đầu tư dài hạn:Đối với người dùng có ngân sách phong phú tìm kiếm lợi nhuận ổn định trong hơn 25 năm, monocrystalline cung cấp độ bền vượt trội.
• Polycrystalline phù hợp với các tình huống sau:
• Ngân sách hạn chế:Ví dụ, các dự án giảm nghèo quang điện nông thôn và sản xuất điện phân tán ở các nước đang phát triển, nơi chi phí thấp của polycrystalline hấp dẫn hơn.
• Các thiết bị quy mô lớn:Ví dụ, các nhà máy điện quang điện đặt trên mặt đất và các dự án năng lượng mặt trời sa mạc, nơi polycrystalline cung cấp một giải pháp kinh tế hơn khi có không gian.
• Môi trường phức tạp:Ví dụ, trong các khu vực bụi hoặc bị tắc nghẽn nặng, polycrystalline dễ thích nghi hơn một chút với bóng tối một phần.
• Lợi nhuận ngắn hạn:Đối với người dùng tìm kiếm lợi nhuận đầu tư nhanh chóng, polycrystalline cung cấp đầu tư ban đầu thấp hơn.
4Xu hướng thị trường và tiến bộ công nghệ
Trong những năm gần đây, thị phần của silic đơn tinh dần vượt qua thị phần của silic đa tinh, chủ yếu là do các yếu tố sau:
• Những đột phá công nghệ:Các tế bào loại N silic monocrystalline (như TOPCon và HJT) và công nghệ nửa tế bào đã cải thiện đáng kể hiệu quả,và tỷ lệ giá-hiệu suất của các sản phẩm đơn tinh tiếp tục cải thiện.
• Giảm chi phí:Việc mở rộng sản xuất silic đơn tinh thể và tối ưu hóa quy trình đã thu hẹp khoảng cách chi phí với đa tinh thể (giá đơn tinh thể sẽ khoảng 0,36 $ - 0 $).43 mỗi watt vào năm 2025, trong khi giá đa tinh thể sẽ khoảng $ 0,29- $ 0,36 mỗi watt).
• Hướng dẫn chính sách:Các mục tiêu "carbon kép" của Trung Quốc đang thúc đẩy sự phát triển của công nghệ quang điện hiệu quả cao, và chất đơn tinh được chính sách và thị trường ưa chuộng do hiệu quả cao của nó.
Tuy nhiên, silic đa tinh thể không hoàn toàn rút khỏi thị trường.
5- Khuyến nghị lựa chọn giữa đơn tinh thể và đa tinh thể
• Hiệu quả trước tiên:Nếu không gian hạn chế hoặc tìm kiếm lợi nhuận lâu dài, đơn tinh thể là sự lựa chọn ưa thích.
• Định hướng ngân sách:Nếu đầu tư ban đầu hạn chế và diện tích lắp đặt là đủ, polycrystalline là kinh tế hơn.
• Những cân nhắc tổng quát:Đánh giá hiệu quả và chi phí dựa trên khí hậu địa phương, điều kiện bóng tối và vị trí dự án.trong khi polycrystalline có thể được coi là ở vùng sa mạc phía tây bắc.
Với nhu cầu năng lượng tái tạo ngày càng tăng trên toàn cầu, sản xuất điện mặt trời quang điện đã trở thành một công nghệ cốt lõi trong lĩnh vực năng lượng sạch.Hiệu suất và hiệu quả của tấm pin mặt trời ảnh hưởng trực tiếp đến việc sản xuất điệnKhi lựa chọn tấm pin mặt trời, người tiêu dùng thường tự hỏi liệu một tinh thể hay nhiều tinh thể là tốt hơn, và cũng tò mò về thành phần vật liệu của tấm pin mặt trời.
I. So sánh các tấm pin mặt trời đơn tinh và đa tinh
1Đặc điểm của tấm pin mặt trời đơn tinh thể
Các tấm pin mặt trời silic monocrystalline được làm từ silic với cấu trúc tinh thể duy nhất. Chúng được sản xuất bằng cách sử dụng quy trình Czochralski để sản xuất các thanh silic chất lượng cao,Sau đó được cắt thành miếng mỏng.
Ưu điểm:
• Hiệu quả cao:Silicon đơn tinh thể có cấu trúc tinh thể đều đặn, dẫn đến hiệu suất chuyển điện tử cao. hiệu suất chuyển đổi thường là 20% -23% (với kết quả phòng thí nghiệm vượt quá 26%),dẫn đến sản xuất điện cao hơn trên mỗi đơn vị diện tích.
• Sử dụng không gian cao: Do hiệu quả cao của chúng, các tấm đơn tinh thể có thể tạo ra nhiều năng lượng hơn trong không gian hạn chế (như mái nhà đô thị), làm cho chúng phù hợp với các ứng dụng không gian hạn chế.
• Dáng vẻ hấp dẫn:Các tấm đơn tinh thể có bề mặt màu xanh đậm hoặc đen đồng đều, với các góc thường tròn (do hình dạng hình trụ của các thanh silicon),làm cho chúng trông hiện đại hơn và phù hợp với các tòa nhà dân cư hoặc thương mại cao cấp.
• Sức bền: Silicon đơn tinh tinh tinh tinh khiết cao và thể hiện khả năng chống phân hủy vượt trội, dẫn đến sự suy giảm hiệu quả chậm trong thời gian sử dụng lâu dài (hơn 10 năm).
• Hiệu suất cao hơn một chút:Các tấm đơn tinh thể trải qua sự mất hiệu quả tối thiểu trong môi trường nhiệt độ cao, làm cho chúng phù hợp với các khu vực nóng.
Nhược điểm:
• Chi phí cao hơn:Quá trình sản xuất silic đơn tinh là phức tạp và tốn nhiều năng lượng, dẫn đến chi phí sản xuất và giá thị trường cao hơn so với silic đa tinh,và đầu tư ban đầu lớn hơn.
• Rác thải cao:Khi các thỏi silicon được cắt thành các tấm hình vuông mỏng, một lượng phế liệu đáng kể được tạo ra, dẫn đến việc sử dụng tài nguyên thấp hơn.
• Nhạy cảm với bóng: Bảng đơn tinh thể rất nhạy cảm với bóng tối tại địa phương (như bóng cây hoặc bụi), có thể dẫn đến giảm hiệu quả trên toàn bộ bảng.
2Đặc điểm của tấm pin mặt trời đa tinh thể
Các tấm pin mặt trời silic polycrystalline bao gồm các vật liệu silic với nhiều cấu trúc tinh thể.dẫn đến một cấu trúc tinh thể tương đối phức tạp.
Ưu điểm:
• Chi phí thấp:Silicon polycrystalline tự hào có quy trình sản xuất đơn giản và tiêu thụ năng lượng thấp, dẫn đến chi phí sản xuất thấp hơn khoảng 10% -20% so với silic đơn tinh.Điều này làm cho nó có giá cạnh tranh hơn và phù hợp với các dự án với ngân sách hạn chế.
• Sử dụng tài nguyên cao:Phương pháp đúc thỏi trực tiếp sản xuất thỏi silicon vuông, dẫn đến chi phí cắt tối thiểu và hiệu quả sử dụng nguyên liệu thô cao.
• Sản xuất thân thiện với môi trường:Sản xuất silic đa tinh thể tiêu thụ ít năng lượng hơn và có dấu chân carbon nhỏ hơn, phù hợp với xu hướng sản xuất xanh.
• Khả năng chống lại bóng tối cao hơn một chút:Do cấu trúc tinh thể đa dạng của nó, các tấm polycrystalline trải qua sự mất hiệu quả tổng thể tối thiểu dưới bóng tối một phần.
Nhược điểm:
• Hiệu quả thấp hơn:Silicon đa tinh thể có nhiều ranh giới hạt, cản trở di cư electron. Hiệu quả chuyển đổi thường nằm trong khoảng 17% đến 20%,dẫn đến sản xuất điện năng thấp hơn so với silic đơn tinh.
• Nhu cầu không gian lớn:Do hiệu quả thấp hơn, các tấm polycrystalline đòi hỏi một khu vực lớn hơn để đạt được cùng một sản xuất điện, khiến chúng không phù hợp với các ứng dụng không gian hạn chế.
• Nhìn thường:Các tấm polycrystalline có bề mặt màu xanh với mô hình hạt bất thường và góc vuông, dẫn đến hiệu ứng thị giác ít đồng nhất hơn các tấm đơn tinh,cho chúng một chút cảm giác "công nghiệp".
• Hiệu suất nhiệt độ cao kém một chút:Trong môi trường nhiệt độ cao, hiệu suất của các tấm polycrystalline giảm hơn một chút so với các tấm đơn tinh, và hiệu suất kém hơn một chút ở các khu vực nhiệt đới.
• Sự suy giảm tuổi thọ:Các khiếm khuyết tinh thể trong silic đa tinh thể có thể gây ra sự suy giảm hiệu quả nhanh hơn một chút trong thời gian sử dụng lâu dài, đòi hỏi phải kiểm tra thường xuyên hơn.
3Các kịch bản ứng dụng của tinh thể đơn và đa tinh thể
Monocrystalline phù hợp với các kịch bản sau:
• Không gian hạn chế:Ví dụ, mái nhà nhà ở và mái nhà tòa nhà thương mại ở các thành phố, nơi cần hiệu quả cao để tối đa hóa sản xuất điện.
• Khu vực nhiệt độ cao:Ví dụ, miền nam Trung Quốc, Đông Nam Á và Trung Đông, nơi mà chất đơn tinh cung cấp khả năng chống nhiệt độ cao vượt trội.
• Các dự án cao cấp:Ví dụ, biệt thự và các dự án chứng nhận tòa nhà xanh, nơi ngoại hình và hiệu suất của đơn tinh thể phù hợp hơn với vị trí cao cấp.
• Đầu tư dài hạn:Đối với người dùng có ngân sách phong phú tìm kiếm lợi nhuận ổn định trong hơn 25 năm, monocrystalline cung cấp độ bền vượt trội.
• Polycrystalline phù hợp với các tình huống sau:
• Ngân sách hạn chế:Ví dụ, các dự án giảm nghèo quang điện nông thôn và sản xuất điện phân tán ở các nước đang phát triển, nơi chi phí thấp của polycrystalline hấp dẫn hơn.
• Các thiết bị quy mô lớn:Ví dụ, các nhà máy điện quang điện đặt trên mặt đất và các dự án năng lượng mặt trời sa mạc, nơi polycrystalline cung cấp một giải pháp kinh tế hơn khi có không gian.
• Môi trường phức tạp:Ví dụ, trong các khu vực bụi hoặc bị tắc nghẽn nặng, polycrystalline dễ thích nghi hơn một chút với bóng tối một phần.
• Lợi nhuận ngắn hạn:Đối với người dùng tìm kiếm lợi nhuận đầu tư nhanh chóng, polycrystalline cung cấp đầu tư ban đầu thấp hơn.
4Xu hướng thị trường và tiến bộ công nghệ
Trong những năm gần đây, thị phần của silic đơn tinh dần vượt qua thị phần của silic đa tinh, chủ yếu là do các yếu tố sau:
• Những đột phá công nghệ:Các tế bào loại N silic monocrystalline (như TOPCon và HJT) và công nghệ nửa tế bào đã cải thiện đáng kể hiệu quả,và tỷ lệ giá-hiệu suất của các sản phẩm đơn tinh tiếp tục cải thiện.
• Giảm chi phí:Việc mở rộng sản xuất silic đơn tinh thể và tối ưu hóa quy trình đã thu hẹp khoảng cách chi phí với đa tinh thể (giá đơn tinh thể sẽ khoảng 0,36 $ - 0 $).43 mỗi watt vào năm 2025, trong khi giá đa tinh thể sẽ khoảng $ 0,29- $ 0,36 mỗi watt).
• Hướng dẫn chính sách:Các mục tiêu "carbon kép" của Trung Quốc đang thúc đẩy sự phát triển của công nghệ quang điện hiệu quả cao, và chất đơn tinh được chính sách và thị trường ưa chuộng do hiệu quả cao của nó.
Tuy nhiên, silic đa tinh thể không hoàn toàn rút khỏi thị trường.
5- Khuyến nghị lựa chọn giữa đơn tinh thể và đa tinh thể
• Hiệu quả trước tiên:Nếu không gian hạn chế hoặc tìm kiếm lợi nhuận lâu dài, đơn tinh thể là sự lựa chọn ưa thích.
• Định hướng ngân sách:Nếu đầu tư ban đầu hạn chế và diện tích lắp đặt là đủ, polycrystalline là kinh tế hơn.
• Những cân nhắc tổng quát:Đánh giá hiệu quả và chi phí dựa trên khí hậu địa phương, điều kiện bóng tối và vị trí dự án.trong khi polycrystalline có thể được coi là ở vùng sa mạc phía tây bắc.
