Quota di mercato globale in termini di produzione annuale di tecnologia fotovoltaica dal 1990
Il silicio monocristallino è utilizzato anche per dispositivi fotovoltaici ad alte prestazioni (PV). Poiché ci sono richieste meno rigorose sulle imperfezioni strutturali rispetto alle applicazioni di microelettronica, il silicio solare di qualità inferiore (Sog-Si) è spesso usato per le celle solari., Nonostante ciò, l’industria fotovoltaica in silicio monocristallino ha beneficiato notevolmente dello sviluppo di metodi di produzione mono-Si più rapidi per l’industria elettronica.
Market Sharedit
Essendo la seconda forma più comune di tecnologia fotovoltaica, il silicio monocristallino è classificato dietro solo la sua sorella, il silicio policristallino. A causa del tasso di produzione significativamente più elevato e della costante diminuzione dei costi del poli-silicio, la quota di mercato di Mono-Si è ridotta: nel 2013, le celle solari monocristalline avevano una quota di mercato del 36%, che si è tradotta nella produzione di 12.,6 GW di capacità fotovoltaica, ma la quota di mercato era scesa sotto il 25% entro il 2016. Nonostante la ridotta quota di mercato, la capacità fotovoltaica mono-Si equivalente prodotta nel 2016 è stata di 20,2 GW, indicando un significativo aumento della produzione complessiva di tecnologie fotovoltaiche.
efficienzamodifica
Con un’efficienza registrata del laboratorio di celle a giunzione singola del 26,7%, il silicio monocristallino ha la più alta efficienza di conversione confermata tra tutte le tecnologie fotovoltaiche commerciali, davanti a poly-Si (22,3%) e tecnologie consolidate a film sottile, come le celle CIGS (21,7%), le celle CdTe (21.,0%) e cellule a-Si (10,2%). Le efficienze dei moduli solari per mono-Si—che sono sempre inferiori a quelle delle loro celle corrispondenti—hanno finalmente superato il segno del 20% nel 2012 e hanno raggiunto il 24,4% nel 2016. L’alta efficienza è in gran parte attribuibile alla mancanza di siti di ricombinazione nel singolo cristallo e un migliore assorbimento dei fotoni a causa del suo colore nero, rispetto alla caratteristica tonalità blu del poli-silicio., Poiché sono più costose delle loro controparti policristalline, le celle mono-Si sono utili per applicazioni in cui le considerazioni principali sono limitazioni sul peso o sull’area disponibile, come nei veicoli spaziali o nei satelliti alimentati a energia solare, dove l’efficienza può essere ulteriormente migliorata attraverso la combinazione con altre tecnologie, come le celle solari multistrato.
ManufacturingEdit
Oltre al basso tasso di produzione, ci sono anche preoccupazioni per lo spreco di materiale nel processo di produzione., La creazione di pannelli solari efficienti in termini di spazio richiede il taglio dei wafer circolari (un prodotto dei lingotti cilindrici formati attraverso il processo Czochralski) in celle ottagonali che possono essere imballate a stretto contatto. Il materiale residuo non viene utilizzato per creare celle fotovoltaiche e viene scartato o riciclato tornando alla produzione di lingotti per la fusione. Inoltre, anche se le celle mono-Si possono assorbire la maggior parte dei fotoni entro 20 µm dalla superficie incidente, le limitazioni sul processo di taglio del lingotto significano che lo spessore del wafer commerciale è generalmente di circa 200 µm., Tuttavia, i progressi tecnologici dovrebbero ridurre gli spessori dei wafer a 140 µm entro il 2026.
Altri metodi di produzione sono in fase di ricerca, come la crescita epitassiale diretta del wafer, che comporta la crescita di strati gassosi su substrati di silicio riutilizzabili. I processi più recenti possono consentire la crescita di cristalli quadrati che possono quindi essere trasformati in wafer più sottili senza compromettere la qualità o l’efficienza, eliminando così gli scarti dei tradizionali metodi di taglio e taglio del lingotto.