单晶与多晶材料的电阻率差别
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正极材料单晶和多晶正极材料是锂离子电池中的关键组成部分,其性能直接影响着电池的能量密度、循环寿命和安全性能。
正极材料的选择和优化对于提高锂离子电池的性能至关重要。
在正极材料中,单晶和多晶两种结构具有各自的特点和优势。
一、单晶正极材料单晶正极材料是指由单一晶体组成的材料。
单晶材料具有高度有序的晶体结构,其晶粒内部无晶界存在,因此具有较高的电导率和离子扩散速率。
单晶结构的正极材料具有以下特点:1. 较高的电导率:单晶结构的正极材料由于晶粒内部无晶界,电子和离子在晶体内的传输速率较高,从而提高了电池的放电性能和功率密度。
2. 优异的循环寿命:单晶结构的正极材料具有较低的内部应力和较好的结构稳定性,能够有效抑制材料的容量衰减和结构破坏,从而提高了电池的循环寿命。
3. 优越的安全性能:单晶结构的正极材料由于具有较低的内部应力和较好的结构稳定性,能够有效抑制材料的热失控和热失稳现象,提高了电池的安全性能。
二、多晶正极材料多晶正极材料是指由多个晶粒组成的材料。
多晶材料由于晶粒之间存在晶界,其电导率和离子扩散速率相对较低。
多晶结构的正极材料具有以下特点:1. 较低的成本:多晶材料的制备工艺相对简单且成本较低,能够降低电池的制造成本。
2. 较高的比容量:多晶结构的正极材料具有较大的比表面积,能够提供更多的活性物质与锂离子进行反应,从而提高电池的比容量。
3. 较好的可充放电性能:多晶结构的正极材料由于具有较大的比表面积和较好的离子扩散性能,能够提高电池的可充放电性能和循环寿命。
三、单晶与多晶的比较单晶和多晶正极材料各自具有一定的优势和劣势,具体选择应根据电池的要求和应用场景来决定。
一般来说,单晶正极材料适用于对电池放电性能和循环寿命要求较高的场合,如电动汽车、储能系统等;而多晶正极材料适用于对电池比容量和成本要求较高的场合,如移动通信、便携电子设备等。
总结起来,正极材料是锂离子电池中至关重要的组成部分,单晶和多晶两种结构各具特点。
多晶与单晶扩散⽐较多晶硅与单晶硅的扩散⽐较⼀、多晶硅太阳电池与单晶硅太阳电池的⽐较1954年,美国贝尔实验室研制成功第⼀块单晶硅太阳电池,开创了⼈类太阳能的新纪元。
1998年世界范围内多晶硅太阳电池产量79.9MW,⾸次超过了单晶硅太阳电池产量(75MW),⽽且连续三年持续增长,⾄2001年多晶硅太阳电池的市场份额已达52%,远远超过单晶硅太阳电池35%的市场份额。
⽬前世界上单晶硅太阳电池的最⾼转化效率早就达到24.7% ,⾼于2004年由德国⼈制造的20.3%的多晶硅太阳电池最⾼效率。
⽣产线上单晶硅太阳电池的效率⾼于多晶硅太阳电池效率约1个百分点。
多晶硅太阳电池与单晶硅太阳电池相⽐有如下特点:(1)⽐起单晶硅,多晶硅硅⽚更适合⽤纯度相对较低的原材料,且有更⼤的装填量,⽬前常见的多晶硅锭达到250~270千克。
(2)多晶硅太阳电池是标准正⽅形,与准⽅形的单晶硅太阳电池相⽐多晶硅太阳电池在组件封装有更⾼的占空⽐。
(3)制备多晶硅晶锭⽐制备单晶硅晶锭耗费更少的能量,相同时间内可冷凝更多的多晶硅晶锭,⽣产效率更⾼。
(4)多晶硅和单晶硅太阳电池内在品质和在同⼀环境下的使⽤寿命相同。
(5)单晶硅太阳电池较易实现薄⽚制备,⽽多晶硅太阳电池则较难实现薄⽚制备。
单晶硅与多晶硅太阳电池各有优缺点,⽬前两种电池都在并⾏发展。
多晶硅⽚是由很多不同的单晶硅组成,各单晶晶粒晶向不同,形状也不规则。
同⼀晶粒内部原⼦排列呈周期性和有序性多晶硅与单晶硅的主要区别是不同晶向的晶粒间存在晶界。
晶粒间结构复杂,硅原⼦⽆序排列,可能存在深能级缺陷的杂质⼀⽅⾯,界⾯耗尽了晶界附近的载流⼦形成具有⼀定宽度的耗尽层和势垒;另⼀⽅⾯,作为复合中⼼浮获电⼦和空⽳。
晶界势垒阻碍载流⼦的传输,增⼤了串联电阻;晶界的复合损失减低了收集率,增加了暗电流;对填充因⼦不利,对开路电压和短路电流也不利。
还有,晶粒晶界内存在相对较多的杂质,形成漏电电流降低电池的并联电阻。
正极材料单晶和多晶
正极材料是锂离子电池中最重要的组成部分之一,它们的性能直接影
响到电池的性能和寿命。
正极材料可以分为单晶和多晶两种类型,它
们各有优缺点。
单晶正极材料是由单个晶体组成的,具有高的能量密度和较长的寿命。
它们的晶体结构非常有序,因此具有较高的电导率和较低的内阻。
单
晶正极材料的缺点是制造成本较高,生产过程也比较复杂。
此外,单
晶正极材料的晶体结构非常脆弱,容易受到机械损伤和热膨胀的影响,从而导致电池性能下降。
多晶正极材料是由许多小晶体组成的,具有较低的制造成本和较高的
机械强度。
多晶正极材料的晶体结构不太有序,因此电导率和内阻较高,能量密度和寿命也相对较低。
多晶正极材料的优点是制造成本低,生产过程简单,可以大规模生产。
此外,多晶正极材料的晶体结构比
较松散,容易承受机械损伤和热膨胀,从而提高了电池的稳定性和可
靠性。
在实际应用中,单晶正极材料和多晶正极材料都有各自的应用场景。
单晶正极材料适用于高端电池产品,如电动汽车、无人机等,因为它
们需要高能量密度和长寿命。
多晶正极材料适用于低端电池产品,如
移动电源、充电宝等,因为它们需要低成本和大规模生产。
总的来说,正极材料的选择应该根据电池产品的实际需求和市场定位来确定。
单晶正极材料和多晶正极材料都有各自的优缺点,我们需要根据实际情况进行选择,以达到最佳的性能和成本效益。
学术篇——单晶VS多晶三元材料对比分析序三元正极材料从形貌上可划分为两类:单晶和多晶。
单晶即单个分散或类单个分散颗粒。
多晶即一次粒子团聚而成的二次球形颗粒。
两类材料在电化学、机械、热效应等方面具有各自特点,影响机理是?对于粒径相当的单晶和多晶三元材料,由于其Li+转移路径、电解液的浸润深度不同,表现出的电性能等方面差异较大,实际应用中对比并无意义(D50=4~15um)。
我们以目前工业生产中使用较多的D50=3~6um单晶和D50=9~11um多晶三元材料进行对比分析,它们在克容量方面表现接近。
1材料制备图1 单晶和多晶三元材料SEML.Cheng et al分别采用3.8um和10um523氢氧化镍钴锰前驱体,与Li2CO3混合,在一定制度下烧结制备了单晶和多晶三元材料(图1)。
如图2所示,单晶三元的Ni2+:72.5%,Ni3+:27.5%,多晶三元的Ni2+:64.5%,Ni3+:35.5%。
单晶材料具有更多的Ni2+含量,表现出更高的Li/Ni混排,进而在一定程度上削弱容量等电化学性能。
在工业生产中,材料的制备工序需重点监控Li/Me锂金属比、烧结制度,以控制形貌和Li/Ni混排。
J.Zhu et al采用了一种特殊的工艺制备单晶三元材料,即合成大颗粒Ni x Co y Mn z O多孔前驱体,与锂源混合后烧结,二次球形颗粒裂解为单晶,如图3。
图3 单晶三元合成单晶三元材料的形貌对其性能有一定影响。
J.Zhu et al合成了四种不同形貌的颗粒,八面体(Oct),截断八面体(T-Oct),多面体(Poly)和平板(Plate)具有不同(104)、(001)和(012)的分布,研究表明,与(012)表面主导样品相比,(001)或(104)表面主导样品具有高压循环稳定性的优势,如图4。
2性能对比以D50=3~6um单晶和D50=9~11um多晶LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2三元材料进行对比(具有接近的克容量),参考L.Cheng et al研究进展,如图5,图6。
!请教:关于单多晶扩散以及不同电阻率硅片的扩散问题
请教:关于单/多晶扩散以及不同电阻率硅片的扩散问题huafei920 发表于: 2010-11-25 11:34 来源: 半导体技术天地
大家好:
这几天在看一些关于扩散的文献,碰到一些问题,一直没有想明白,特来向大伙寻求帮助!
1、关于单晶和多晶的扩散:资料说是在低温扩散情况下(其它扩散参数相同),多晶硅片扩散后方阻高于单晶硅片;而在高温扩散条件下多晶硅片扩散后方阻低于单晶硅片,这是为什么?
2、关于不同电阻率单晶硅片的扩散:为什么扩散后的方阻随着电阻率的增加而增加呢?理论上来讲,高阻片掺杂少,同样的扩散条件进入硅片体内的杂质量应该相同,反型所消耗的杂质也少,高电阻率硅片的方阻应该偏低才是?
3、关于不同电阻率硅片的电池片效率:为什么高阻片的效率会比低阻片效率低?而且随着方阻的增加,效率差异在减小呢?高阻片和低阻片的效率差异主要体现在哪些参数上?
希望大家多发表发表意见!
单晶硅和多晶硅扩散比较-2.JPG
不同电阻率单晶硅片扩散后方阻比较.JPG
不同电阻率,不同方阻,不同烧结条件后效率比较.JPG。
00多晶硅电阻率2010/9/13 16:10:26 000高质量的高纯硅单晶是制做各种辐射探测器和光电探测器的重要材料。
在真空环境下提纯并生长硅单晶可以使材料达到并保持更高的纯度,因而高阻真空区熔硅单晶是研制某些高灵敏度探测器的必选材料,主要有电阻率(3~5)×103Ω·cm和(1~2)×104Ω·cm两种规格,可分别用于研制雪崩光电二极管和PIN管型的光电探测器件。
多晶原料:(1)国产一级多晶硅料,基硼电阻率≥7000Ω·cm,基磷电阻率≥800Ω·cm,用于研制电阻率(3~5)×103Ω·cm的真空高阻区熔硅单晶。
(2)美国ASMI多晶硅料,基硼电阻率≥9000Ω·cm,基磷电阻率≥1000Ω·cm,用于研制电阻率(1~2)×104Ω·cm的真空高阻区熔硅单晶。
000热场条件:单匝平板线圈,外径45mm,内径28mm。
线圈下表面刻有微型凹槽。
00籽晶:5mm×5mm×60mm,晶向<111>,p型,电阻率≥3000Ω·cm。
000掺杂剂:电阻率不小于15MΩ·cm的高纯去离子水配制的B2O3水溶液,原子浓度分别为1×1016和5×1016cm-3。
00多晶提纯:研制电阻率(3~5)×103Ω·cm的硅单晶,需先对多晶硅进行两次真空区熔提纯,使其电阻率达到n型1×104Ω·cm以上,然后再进行微量的硼掺杂;研制电阻率(1~2)×104Ω·cm的硅单晶,需要对多晶硅进4~5次的真空区熔提纯,使多晶为p型导电、电阻率(1 5~2 5)×104Ω·cm。
00多晶提纯时熔区移动速率为1mm/min左右,提纯的同时调整多晶直径为30~35mm。
000多晶掺杂:(1)掺杂剂量的确定。
三元材料多晶和单晶单晶硅多晶硅解释说明1. 引言1.1 概述在现代科技发展中,新能源、电子器件和光学设备等领域的需求不断增加,对高性能材料的需求也日益迫切。
三元材料作为一类具有特殊结构和优异性能的材料,在这些领域中扮演着重要角色。
本文将重点介绍三元材料中的两种主要类型——多晶和单晶,并分析其区别、物理性质比较以及应用方面的差异。
1.2 文章结构本文共分为六个部分,首先是引言,接下来概述三元材料的定义和特点,以及其应用领域和制备方法;然后详细介绍多晶和单晶这两种主要类型,包括它们的定义和区别,物理性质比较以及应用比较;随后分别深入探讨单晶硅和多晶硅这两种具体材料,在结构与性质特点、制备方法及应用场景方面进行详细说明;最后总结其中的优缺点对比,并勾勒出未来研究的前景。
1.3 目的本文旨在提供关于三元材料中多晶与单晶的比较和分析,并探讨单晶硅和多晶硅这两种主要材料的特性、制备方法及应用场景。
通过本文的阐述,读者可以更加全面地了解三元材料中多晶和单晶的差异以及各自的特点,从而对其在不同领域中的应用有更清晰的认识。
2. 三元材料3.1 定义和特点三元材料是指由三种不同元素组成的化合物或混合物。
这些元素可以是金属、非金属或半导体等。
三元材料具有多样性和复杂性,在材料科学和工程中具有重要的应用价值。
三元材料的特点之一是它们的组成可调性,即可以通过改变其中一个或多个元素的比例来调节其性质和特征。
这使得三元材料在不同领域中具有广泛的应用潜力,例如能源储存与转换、化学催化、光电子器件和生物医学等领域。
此外,由于存在不同元素之间的相互作用,三元材料通常展现出独特的结构和性质。
这些相互作用能够引导其在纳米尺度下形成复杂的晶体结构,并赋予其优异的机械、电子和光学性能。
3.2 应用领域三元材料在各个应用领域中都发挥着重要作用。
以下是一些主要应用领域的例子:- 能源储存与转换:三元催化剂在燃料电池和电解水产氢领域有广泛应用。
正极材料单晶和多晶正极材料是电池中的重要组成部分,它直接影响着电池的性能和寿命。
正极材料的结构形式主要包括单晶和多晶两种类型。
本文将对这两种正极材料进行详细介绍,并探讨它们的特点和应用。
一、单晶正极材料单晶正极材料是指具有完全单一结构的材料,晶粒的排列呈现高度有序的状态。
单晶正极材料具有以下特点:1. 结构稳定:单晶正极材料的晶格结构非常稳定,能够保持较长时间的电化学性能。
2. 充放电效率高:由于单晶材料的晶格结构有序,离子在材料中的传导速率较快,因此单晶正极材料具有较高的充放电效率。
3. 寿命长:单晶正极材料具有较高的结构稳定性和电化学稳定性,能够在充放电过程中保持较长时间的使用寿命。
4. 性能一致:由于单晶正极材料具有高度有序的晶格结构,所以材料的性能在不同晶粒之间基本一致。
单晶正极材料在锂离子电池、钠离子电池等领域有着广泛的应用。
例如,钠离子电池是一种新型的电池技术,其正极材料多采用单晶结构,在能量密度和循环寿命方面具有明显的优势。
二、多晶正极材料多晶正极材料是指由多个晶粒组成的材料,晶粒之间存在一定的晶界。
多晶正极材料具有以下特点:1. 结构杂乱:多晶正极材料的晶粒排列相对无序,晶界的存在导致晶体结构的缺陷增多。
2. 充放电效率相对较低:多晶材料的晶界对离子的传导产生一定的阻碍,因此多晶正极材料的充放电效率相对较低。
3. 寿命相对较短:多晶正极材料的结构杂乱,晶界容易出现损坏,导致材料的寿命相对较短。
4. 性能不均匀:由于多晶正极材料的晶粒排列相对无序,不同晶粒之间的性能差异较大。
多晶正极材料在一些低要求的应用中仍然有一定的应用价值,比如一些低成本的电池产品。
单晶正极材料具有结构稳定、充放电效率高、寿命长和性能一致的特点,适用于高要求的电池应用;而多晶正极材料则具有结构杂乱、充放电效率相对较低、寿命相对较短和性能不均匀的特点,适用于低要求的电池应用。
在未来的研究中,可以进一步探索单晶正极材料的制备方法,提高多晶正极材料的性能,以满足不同应用领域对正极材料的需求。
本文主要研究了导致组件CTM损失的可能因素,重点分析了造成单晶组件和多晶组件CTM差异的原因。
光学损失和B-O复合之间的差异决定了多晶组件的CTM损失要少于单晶组件,对于硼氧复合损失可以想办法改善,但对于光学损失的差异,针对单晶没有更好的解决方法。
随着光伏产业的快速发展,使晶体硅太阳电池及其组件成为研究的热点,以实现太阳电池组件效益的最大化。
电池封装为组件不仅可以使电池的电压、电流和输出功率得到保证,而且还可以保护电池不受环境损害和机械损伤。
晶体硅太阳电池经过封装为组件后,组件的功率(实际功率)与所有电池片的功率之和(理论功率)的差值,称为组件封装功率损失,其计算公式为:组件功率损失=(理论功率-实际功率)/理论功率。
通常我们使用组件输出功率与电池片功率总和的百分比(Cell To Module简称CTM值)表示组件功率损失的程度,CTM值越高表示组件封装功率损失的程度越小。
如果CTM值较低,组件的输出功率有可能达不到预期的要求,遭到客户的投诉,最终造成经济效益的损失。
与此相反,如果可以提高CTM值,组件的输出功率的增加会提高公司组件产品的收益,已达到降低生产成本的目的。
在组件产品的生产过程中发现单晶组件和多晶组件的CTM差别比较大。
在组件生产工序完全一致的情况下,单晶组件CTM损失要高于多晶组件,本文主要针对单晶和多晶组件CTM的差异性进行研究,解释单多晶组件CTM不同的内在原因。
1、组件CTM影响因素影响CTM的因素很多,包括:A.光学损耗:制绒绒面不同引起的光学反射、玻璃和EVA等引起的反射损失。
B.电阻损耗,电池片本身的串联电阻损耗、焊带,汇流条本身的电阻引起的损耗,焊带不良导致的接触电阻、接线盒的电阻。
C.不同电流的电池片串联时引起的电流失配损失,由于组成组件的各电池片最大工作点电流不匹配造成的失配损失(分档,低效片混入)。
D.热损耗,组件温度升高会引起的输出功率下降。
E.B-O复合引起的电池片效率衰减,与本征衰退损失。
三元正极材料多晶和单晶多晶和单晶是正极材料中常见的两种形态。
它们在电池性能、制备工艺和应用领域等方面存在一些差异。
多晶是指由多个晶粒组成的材料。
正极材料的多晶形态通常由多个晶粒聚集而成,晶粒之间存在晶界。
多晶的晶粒尺寸一般较小,晶界的存在可能会导致电子和离子的传输受阻。
然而,多晶材料具有较高的比表面积,有利于电池中的离子扩散和反应发生。
多晶正极材料通常具有较高的容量和较好的循环性能,适用于高能量密度和长寿命要求的应用。
相比之下,单晶是指具有完整晶体结构的材料。
单晶正极材料具有较大的晶粒尺寸和较低的晶界密度,因此电子和离子的传输较为顺畅。
单晶材料具有较高的晶体结构完整性和较低的内部应力,能够提供较高的放电平台电位和较好的电化学稳定性。
单晶正极材料通常具有较高的比容量和较好的倍率性能,适用于高功率输出和快速充放电要求的应用。
在制备工艺上,多晶和单晶正极材料的制备方法有所不同。
多晶材料通常通过溶液法、固相反应或机械合成等方法制备。
制备过程中,晶粒的生长和聚集会导致晶界的形成。
而单晶材料的制备通常需要采用高温熔融法、气相沉积或单晶生长技术等方法,以获得完整无缺的单晶结构。
在应用领域上,多晶和单晶正极材料在电池性能表现上也有所差异。
由于多晶材料具有较高的容量和较好的循环性能,常被应用于电动汽车、储能系统等对电池寿命和能量密度要求较高的领域。
而单晶材料由于其较好的倍率性能和电化学稳定性,常被应用于便携式电子产品、无人机等对电池功率输出和充电速度要求较高的领域。
总的来说,多晶和单晶是正极材料中常见的两种形态,它们在电池性能、制备工艺和应用领域等方面存在一些差异。
多晶材料具有较高的容量和较好的循环性能,适用于高能量密度和长寿命要求的应用;而单晶材料具有较好的倍率性能和电化学稳定性,适用于高功率输出和快速充放电要求的应用。
对于不同应用需求,选择合适的正极材料形态能够优化电池性能和提升整体电池性能。
多晶材料及其物理性质多晶材料是指由多个晶界组成的材料,相对于单晶材料具有更高的晶界密度和更广泛的取向分布,因此具有更优异的性能,能够广泛地应用于各种领域,如电子、光电、航空航天、化工以及能源等领域。
1.多晶材料的制备方法多晶材料的制备方法包括:固态工艺、液态工艺以及气相工艺。
其中,固态工艺主要包括扩散、热处理、变形等方法;液相工艺主要包括晶化、凝固等方法;而气相工艺主要包括蒸发、等离子体等方法。
2.多晶材料的物理性质多晶材料的物理性质与单晶材料有明显区别,其中最重要的是其物理性能取决于晶界结构。
以下将从材料的机械、光学、电学参数等角度来讨论多晶材料的物理性质。
2.1 机械性能多晶材料相对于单晶材料具有更高的韧性和延展性,其屈服强度和断裂强度对于晶界密度的变化具有明显的敏感性。
另外,多晶材料的蠕变性、疲劳性能也较优于单晶材料。
2.2 光学性能多晶材料对于光的散射与吸收更显著,这与多晶材料的晶界密度有着密切的关系。
同时,多晶材料的光学吸收性能、折射率以及光学吸收系数均与晶界分布密度有明显相关性。
2.3 电学性能多晶材料对于电子传输的阻抗更低,电阻率较单晶材料更小,其对于电子传输的影响与晶界拓扑和材料成分有着密切的关系。
同时,多晶材料对于电场的分布也会受到晶界结构影响而发生变化。
3.多晶材料的应用由于多晶材料具有独特的性能,因此在工业制备和科技研究领域得到广泛应用。
其中,多晶硅的制备和应用成为了光伏发电和半导体器件的重要基础;多晶金属制备技术应用于航空航天和汽车等高端领域;多晶材料的化学活性、物理力学性能能够广泛应用于电化学储能领域;多晶材料在光学领域的应用涵盖了光纤通信和光电显示等方向。
总之,多晶材料作为一种重要的新型材料,对于实现新的科学技术和构建更加稳定的工程系统都具有重要的作用。
其制备工艺的提高、性能健全性的稳定和更加高效的应用和设计,将有望推动多种不同材料系统的应用,促进整个材料科学领域的发展与进步。
单晶光纤和多晶光纤
单晶光纤和多晶光纤的区别
作为通信领域中不可或缺的零件,光纤已经成为了人们生活中的
一部分。
当今,光纤主要分为单晶光纤和多晶光纤。
那么,这两种光
纤到底有何区别呢?
首先,单晶光纤的制作需要采用单晶生长技术,从而产生的光纤
为高纯度单晶结构,内部包含一根薄膜,即所谓的“芯”。
该“芯”
实际上就是单晶,也是光信号的主导者,而外部包覆着的是较小折射
率的“包层”,从而使光信号能够以全反射的方式在“芯”中传输。
这种设计使得单晶光纤在信息传输过程中具有较低的损失率和较高的
传输速率,但它价格昂贵。
相比之下,多晶光纤则是采用多晶制备工艺制作的。
其内部存在
许多微晶,采用较低的折射率绕制而成。
多晶光纤相对于单晶光纤的
好处是价格便宜,且在近年来增多的传感应用领域中使用更为广泛。
同时,多晶光纤也具有一些单晶光纤不具备的优势,例如较高的灵活
性和较大的色散,这也意味着多晶光纤可以用于光纤激光器和传感器
等高性能的光纤系统。
但值得注意的是,多晶光纤中的微晶几乎不可避免地造成了信号
衰减和信噪比损失,这是其发展过程中必须解决的问题之一。
同时,
多晶光纤内部的微晶也会导致其所能支持的光功率比单晶光纤低得多,这一点也受到人们的关注。
综上所述,单晶光纤和多晶光纤各有优势。
在选择时,需要考虑
具体的应用场景以及成本等方面的问题。
但无论是单晶光纤还是多晶
光纤,都是光通信技术发展中不可或缺的一部分。
其进步和发展也将
带来更加优质高效的光通信系统,丰富着人们的生活。
选择多晶组件好还是单晶好?最新的大数据来告诉你当我们还在为选择多晶组件还是单晶组件纠结的时候,这里给出大家一组数据,大家可以了解一下。
我们之前也曾经发布多篇关于这方面的数据分析做对比,但是这次的更详细。
现在,我们按照澳大利亚DKASC第三方测试平台八年的检测数据,让大家更加深入的了解多晶组件和单晶组件的差异!并选择满足自己需求的组件。
自2008年,全球共有24家组件制造公司先后自愿将自己的组件系统送去DKASC平台测试,包括来自中国的阿特斯,天合和中电光伏。
目前,DKASC共有42个电站系统,其中25个多晶系统,9个单晶系统,其他的是各种薄膜电池系统,最长的电站系统已运营了八年。
DKASC平台的主流晶硅厂家的系统安装信息如下(年数3-8年)单、多晶光伏组件产品归一化发电量对比秉承严谨治学科学做事的工作态度和方法,我们选取了在2010年9月到2016年8月间,用相同方式安装的单、多晶系统的发电量,对其年度归一化后的发电量进行分析对比。
结果显示多晶系统发电量比单晶系统年度平均高1.4-3.3%。
同一厂家多晶和单晶组件发电量对比为了排除不同公司之间的工艺水平和选用的组件封装材料对组件发电量的影响,我们又选取了2009年5月份安装的BP Solar公司的两套多晶和单晶5KW系统,以及2010年5月安装的Sungrid公司的两套多晶和单晶5KW系统进行发电量对比,如图2和3所示。
结果显示多晶组件的年度发电量依然比单晶组件高1.8-4.6%。
令人震惊的是,光伏学术界一般认为单晶的‘初始光致衰减’比多晶高1%-1.5%。
如果单晶比多晶少1% - 1.5%的发电量可以解释。
但野外电站数据显示,单晶的实际发电量比多晶组件减少的比例远超过了“初始光致衰减“的差值(1%-1.5%)。
这个现象在国内的若干单、多晶组件同地点安装的电站中也重现了。
难道说还有我们不了解的单晶发电量少的其他机理?有一种可能性是单晶电池片的光衰不仅大,而且不均匀,造成光伏电池组件内部以及光伏电站组串和阵列中的失配,从而进一步减少了单晶光伏系统的发电量。
光伏板用单晶转化率比多晶高,单晶和多晶的区别是目前,市面上被用来安装居民分布式光伏发电系统的组件主要以单晶硅片和多晶硅片为主。
而单晶硅片和多晶硅片相比的话,人们对于多晶硅的选择远远的高于多晶硅。
这是为何居民分布式光伏发电系统一般选用多晶硅的原因有这几个点:1、外观上的区别外观上面看的话,单晶硅电池片的四个角呈现圆弧状,表面没有花纹;而多晶硅电池片的四个角呈现方角,表面有类似冰花一样的花纹。
2、使用上面的区别对于使用者来说,单晶硅电池和多晶硅电池没有太大的区别,它们的寿命和稳定性都很好。
虽然单晶硅电池平均转换效率要比多晶硅高1%左右,但由于单晶硅电池只能做成准正方形(四边都是圆弧状),因此当组成太阳能电池板的时候就会有一部分面积填不满;而多晶硅是正方形,所以不存在这样的一个问题。
3、制造工艺多晶硅太阳能电池制造过程中消耗的能量要比单晶硅太阳能电池少30%左右,因此多晶硅太阳能电池占全球太阳能电池总产量的份额大,制造成本也小于单晶硅电池,所以使用多晶硅太阳能电池将会更加的节能、环保!人们一般优先选择多晶硅组件的时候,是因为多晶硅太阳能电池制造过程中消耗的能量要比单晶硅太阳能电池少30%左右之外,还因为多晶硅太阳能电池占全球太阳能电池总产量的份额大,制造成本也小于单晶硅电池。
这样能在节省一定的成本之外再增加光伏的收益!近一年来,形势好像发生了逆转,好像大多数人已经接受了单晶组件比多晶组件好这个概念了。
如果市场普遍认同单晶比多晶好,那么相当于将光伏成套系统的价格推高了元。
除了让某些人多赚一些钱以外,对早日实现平价上网,毫无益处。
具体到光伏发电,每一个投资光伏发电的人都是想通过卖电赚钱的,是一种投资行为。
衡量一项投资的“好”和“坏”,有一个具体判断标准,那就是收益率。
花同样的钱装光伏,谁发出来的电多,赚得钱多,那么谁的收益就高,或者说谁就是好。
按照这个标准,我们来比较一下两者区别。
虽然单晶转化率比多晶理论上高1-2%,但同样容量的光伏电站,用单晶组件和多晶组件,发出的电理论上是相同的。
【深度】2016最新单晶VS多晶对比分析二、铸锭与拉晶成本对比单晶拉棒与多晶铸锭成本均主要由设备折旧费、人工费、水电费、辅料费、原料损耗等构成,单炉产出是单晶拉棒与多晶铸锭成本差异的主要原因。
目前,多晶铸锭主流炉型G6的投料量在800kg左右,已逐步接近规模与成本兼顾的临界值,在大型热场、坩埚等成本取得突破性下降前,单炉投料量进一步做大的实用区间有限。
近年来,随着单晶领域连续拉晶、多次加料拉晶、大装料、快速拉晶、节能热场等技术的快速突破与推广应用,先进单晶制造商单炉投料量已经达到500kg以上,正在研发测试中的CCZ连续加料技术,能够实现边拉晶边加料,进一步大幅提高投料量和单炉产量,降低拉晶成本,在长晶环节逐渐逼近多晶铸锭;单晶领域通过提升单晶炉自动化、智能化控制水平,减少单晶生长过程中的人为干预和用工数量,从而提高成晶率并降低人工成本。
单晶领域的不断快速进步,使得单晶方棒成本以更快的速度下降,并且单晶方棒与多晶方锭的成本差距在逐年缩小并逼近,如图2所示。
图2 单晶方棒与多晶方锭非硅成本下降趋势(元/kg)综合来看,尽管单多晶都在进步,但多晶相对于单晶在晶体生长环节的传统成本优势正在下降。
因此,铸锭与拉晶成本对比,单晶VS 多晶,多晶勉强维持着一定的相对优势,多晶的对比优势在缩小。
三、切片成本对比多晶硅由于材料内部存在晶界和硬质点,且有多晶金刚线切片制绒技术难题,对金刚线切片技术在多晶领域的应用与进一步提升造成障碍。
虽然目前部分多晶制造企业研发采用的反应离子刻蚀(RIE)或湿法黑硅技术能够解决多晶金刚线切割硅片的制绒问题,但需要增加额外的设备投资、水电、原料及人力等成本。
其中,仅固定投资成本部分(不含配套的水电、原料及人力等成本)将增加0.16元/片左右。
并且,即便多晶金刚线切割硅片通过增加额外投资的方式解决了制绒问题,多晶硅材料晶界的疏松特性和存在的硬质点将始终成为阻碍其切割速率提升和进行薄片化切割的主要障碍。
单晶铜电阻率单晶铜是一种高纯度的铜材料,具有优良的导电性能,被广泛应用于电子器件和导线等领域。
其电阻率是衡量材料导电能力的重要指标之一。
本文将围绕单晶铜电阻率展开讨论,介绍其定义、影响因素以及应用。
我们来了解一下电阻率的概念。
电阻率是指材料单位体积内的电阻大小,用符号ρ表示。
其计量单位是欧姆·米(Ω·m)。
电阻率越小,说明材料导电能力越强。
对于单晶铜来说,由于其晶体结构的完整性和高纯度,电阻率相对较低,约为1.7×10^-8 Ω·m。
单晶铜电阻率受多种因素影响。
首先是材料的纯度。
单晶铜的制备需要高度纯净的铜材料,并通过精细的工艺控制杂质含量,以确保晶体结构的完整性。
高纯度的材料能够减少晶界和杂质的影响,从而降低电阻率。
温度也是影响单晶铜电阻率的重要因素。
随着温度的升高,晶体内部的原子振动增强,导致电子与晶格的相互作用增强,电阻率也随之增加。
这是由于电子在晶体中受到晶格振动的散射,导致电阻增大。
因此,在实际应用中,需要考虑温度对单晶铜导电性能的影响。
单晶铜的晶体结构也会对电阻率产生影响。
晶体结构的完整性决定了电子在晶体中的运动情况。
单晶铜具有高度有序的晶体结构,晶体内的电子运动受到较少的散射,电阻率相对较低。
而多晶铜由于晶界和晶粒的存在,导致电子受到散射,电阻率较高。
单晶铜的低电阻率使其在电子器件制造中具有重要应用价值。
例如,在半导体器件中,需要使用导电性能优良的材料作为电极和导线。
单晶铜由于其低电阻率和良好的导电特性,可以在半导体器件的制造过程中承担重要角色。
单晶铜具有较低的电阻率,这得益于其高纯度、特殊的晶体结构以及优良的导电特性。
电阻率是衡量材料导电能力的重要指标,对于电子器件和导线等领域的应用具有重要意义。
在实际应用中,我们需要充分理解电阻率的概念和影响因素,以便更好地利用单晶铜的导电性能。
同时,还需要注意温度对单晶铜电阻率的影响,以确保器件的正常工作。
单晶与多晶材料的电阻率差别
材料的电阻率是衡量其导电性能的重要指标之一。
在材料科学领域,研究人员经常关注单晶和多晶材料的电阻率差别。
单晶材料是由单个晶格连续排列而成的,而多晶材料则包含多个晶粒的集合体。
由于材料的结构和晶格的不同,单晶与多晶材料在电阻率上表现出明显的差异。
首先,单晶材料的电阻率往往较低。
这是因为在单晶结构中,原子排列有序,晶格完整无缺。
电子在单晶材料中的移动路径相对较长,可以更容易地通过材料。
换句话说,电子在单晶材料中的散射较少,导致电阻率较低。
因此,许多导电性能要求高的应用,如半导体器件、电子元件等常常选用单晶材料。
相比之下,多晶材料的电阻率通常较高。
这是因为多晶材料由多个晶粒组成,晶粒之间存在晶界界面。
晶界界面对电子的散射产生一定的阻碍作用,使得电子在材料中的移动路径变短,导致电阻率增加。
此外,多晶材料中晶粒的尺寸和形状不一致,也会导致晶格缺陷和较高的电阻率。
因此,多晶材料常常用于一些对导电性能要求不那么严格的应用,如电热器件、电阻器等。
然而,并非所有情况下单晶材料的电阻率都低于多晶材料。
除了材料的基本结构外,其他因素也会对电阻率产生影响。
例如,掺杂和杂质可以改变材料的导电性能。
在一些特定的材料中,适量的掺杂或杂质可以增加材料的自由电子浓度,提高导电性能,从而降低电阻率。
此外,温度的变化也会对电阻率造成影响。
一般情况下,随着温度的升高,晶格振动增强,电子与晶格的碰撞频率增加,导致电阻率增加。
然而,对于某些材料来说,随着温度的升高,晶格振动的增强会使电子的散射减少,导致电阻率降低。
总的来说,单晶材料和多晶材料的电阻率存在明显的差异。
单晶材料通常具有较低的电阻率,适用于要求导电性能优异的应用。
而多晶材料的电阻率较高,常用于对导电性要求较低的场合。
当然,具体的材料结构、掺杂和温度等因素也会对电阻率产生影响。
因此,在实际应用中,需要根据不同的需求来选择适合的材料。