Монокристаллические солнечные элементы имеют очевидные преимущества эффективности преобразования по сравнению с другими типами клеток, в основном отраженные в их кремниевых материалах высокой чистоты и регулярной кристаллической структуре. Поскольку монокристаллический кремний имеет очень идеальную кристаллическую структуру, скорость миграции фотоэлектронов в нем быстрее, что снижает вероятность рекомбинации фотогенерированных носителей на границах зерен, поэтому он может более эффективно превратить энергию света в электрическую энергию. Напротив, кристаллическая структура поликристаллических солнечных элементов является относительно нерегулярной, а наличие границ зерна будет препятствовать потоку электронов, что приведет к потере энергии, поэтому его фотоэлектрическая эффективность преобразования относительно низкая.
Хотя тонкопленочные солнечные элементы более гибки в процессах использования материалов и производства и имеют более низкие затраты, их эффективность фотоэлектрического преобразования обычно не так хороша, как у монокристаллических клеток из-за их слабой способности поглощения света самого материала и использования более тонкого активные слои. Хотя тонкопленочные ячейки могут быть согнуты и гибко установлены на разных поверхностях, что делает их выгодными в некоторых конкретных сценариях применения (таких как строительство интегрированной фотоэлектрической фотоэлектрической системы), монокристаллические солнечные элементы по-прежнему доминируют в традиционных крупномасштабных системах производства солнечной энергии, потому что они могут генерировать Больше электричества на той же области фотоэлектрических модулей.
На эффективность монокристаллических солнечных элементов также влияет различные типы кремниевых материалов. Например, использование высококачественных монокристаллических кремниевых материалов и передовых производственных процессов (таких как технология PERC, технология бифациальных клеток и т. Д.) Может дополнительно повысить эффективность монокристаллических солнечных элементов. Улучшивая способность поглощения света кремния и уменьшая отражательную способность клеточной поверхности, эффективность монокристаллических клеток приблизилась или даже превышала 25%, что относительно трудно достичь в других типах клеток.
В высокоэффективных системах солнечной энергии преимущества монокристаллических ячеек не только отражаются в высокой выработке мощности на единицу площади, но и в их превосходной долговечности и стабильности. Хотя стоимость производства монокристаллических ячеек относительно высока, с точки зрения долгосрочной доходности инвестиций, их высокая эффективность конверсии означает, что они могут обеспечить большую мощность в течение более длительного срока службы, таким образом, компенсируя стоимость их более высоких первоначальных инвестиций. Особенно в сценариях применения, где пространство ограничено или требуется высокая выработка электроэнергии, монокристаллические солнечные элементы являются предпочтительной технологией.
Хотя монокристаллические солнечные элементы очень эффективны и относительно дороги на рынке, стоимость монокристаллических клеток постепенно снижалась с непрерывным развитием технологий производства и улучшением экономики масштаба. В то же время исследователи постоянно изучают способы повышения эффективности преобразования монокристаллических кремниевых материалов, таких как дальнейшее повышение эффективности фотоэлектрической конверсии посредством инновационных фотоэлектрических структур, нанотехнологии или новых оптоэлектронных материалов, которые могут сделать монокристаллические клетки более эффективными и экономичными в будущее.
