Производство на слънчеви клетки: технологии и оборудване

Човечеството се стреми да премине към алтернативни източници на електрозахранване, което ще помогне за запазване на чистотата на околната среда и намаляване на разходите за генериране на енергия. производство слънчева батерия е модерен промишлен метод. Захранваща система включва приемници на слънчева светлина, батерии, контролни устройства, инвертори и други устройства, предназначени за определени функции.

Слънчева батерия е основният елемент, от който започва натрупването и трансформирането на енергията на лъчите. В съвременния свят за потребителя при избора на панел, има много клопки, тъй като индустрията предлага голям брой продукти, обединени под едно име.

Силициеви слънчеви клетки

Тези продукти са популярни сред съвременните потребители. Основата на тяхното производство е силиций. Неговите резерви в червата са широко разпространени, добивът е сравнително евтин. Силиконовите клетки се отличават по-добре от другите батерии със слънчева светлина.

Видове елементи

производство слънчеви панели на силиций е от следните видове:

• единичен кристал;
• поликристални;
• аморфна.

Горните форми на устройства се различават по начина, по който са разположени силициевите атоми в кристала. Основната разлика между елементите е различен индикатор коефициент на ефективност преобразуването на светлинната енергия, което при първите два вида е приблизително на едно ниво и надвишава стойностите за инструментите, произведени от аморфен силиций.

Днешната индустрия предлага няколко модела слънчеви колектори от светлина. Разликата е в използването на оборудване за производство на слънчеви клетки. Технологията на производство и разнообразието от начални материали играят важна роля.

Еднокристален тип

Тези елементи се състоят от силиконови клетки, закрепени заедно. По метода на учения Цохралски се произвежда абсолютно чист силиций, от който се произвеждат единични кристали. Следващият процес е да изрежете замразения и втвърден полуготов продукт в плочи с дебелина от 250 до 300 μm. Тънките слоеве са наситени с метална решетка от електроди. Въпреки високите производствени разходи, тези елементи се използват доста широко поради високия процент на конверсия (17-22%).

Производство на поликристални елементи

Технологията за производство на слънчеви батерии от поликристали се състои в това, че разтопената силиконова маса постепенно се охлажда. Производството не изисква скъпо оборудване, поради което цената на производството на силиций е намалена. Поликристалните слънчеви устройства за съхранение имат по-нисък коефициент на ефективност (11-18%), за разлика от монокристалните. Това се дължи на факта, че по време на охлаждането масата на силиций е наситена с най-малките гранулирани мехурчета, което води до допълнително пречупване на лъчите.

Елементи на аморфен силиций

Продуктите принадлежат към специален тип, тъй като тяхната принадлежност към силициевия тип идва от наименованието на използвания материал, а производството на слънчеви батерии се извършва с помощта на технологията на филмовите устройства. Кристалът в производствения процес дава път към силициевия водород или силикон, чийто тънък слой покрива субстрата. Батериите имат най-ниска ефективност, до 6%. Елементите, независимо от значителния недостатък, имат редица неоспорими преимущества, които им дават право да застанат встрани от горепосочените типове:

• оптичната абсорбция е два пъти по-висока от тази на единичните кристали и поликристалните запазващи пръстени;
• има минимална дебелина на слоя само 1 μm;
• облачното време не се отразява на работата за преобразуване на светлината, за разлика от другите видове;
• поради високия индекс на якост на огъване без проблеми се прилага в трудни места.

Три от горепосочените видове соларни преобразуватели се допълват от хибридни продукти от материали с двойни свойства. Такива характеристики се постигат, ако микроорганизми или наночастици са включени в аморфен силиций. Полученият материал е подобен на поликристалния силиций, но се отличава благоприятно от него с нови технически показатели.

Суровини за производство на филмови слънчеви клетки от CdTe

Изборът на материал е продиктуван от необходимостта от намаляване на производствените разходи и увеличаване на техническите характеристики на произведението. Най-често използваният светлоабсорбиращ кадмиев телурид. През 70-те години на миналия век CdTe се смята за основен претендент за използване на космическото пространство, в съвременната индустрия той намира широко приложение в слънчевата светлина.

Този материал е класифициран като кумулативна отрова, така че дебатът за неговата вредност не намалява. Изследванията на учените са установили факта, че нивото на вредното вещество, влизащо в атмосферата, е допустимо и не навреди на екологията. Нивото на ефективност е едва 11%, но разходите за преобразуване на електроенергия от такива елементи са по-ниски с 20-30%, отколкото при устройства от типа силиций.

Колесни колектори от селен, мед и индий

Полупроводниците в устройството са мед, селен и индий, понякога е възможно да се замени последната с галий. Това се дължи на голямото търсене на индийските плоски монитори. Следователно тази опция за замяна е избрана, тъй като материалите имат сходни свойства. Но за коефициента на ефективност, замяната играе важна роля, производството на слънчева батерия без галий увеличава ефективността на устройството с 14%.

Полимерни слънчеви колектори

Тези елементи се наричат ​​млади технологии, тъй като наскоро се появиха на пазара. Полупроводниците от органични абсорбират светлина, за да я превърнат в електрическа енергия. За производството се използват фулерени от въглеродната група, полифенилен, меден фталоцианин и др. В резултат се получават тънки (100 nm) и гъвкави филми, които дават коефициент на ефективност от 5-7%. Стойността е малка, но производството на гъвкави слънчеви клетки има няколко положителни точки:

• за производството на големи суми пари не се изразходват;
• възможността за инсталиране на гъвкави батерии в завои, където еластичността е от първостепенно значение;
• сравнителна лекота и наличност на инсталацията;
• гъвкавите батерии нямат вредно въздействие върху околната среда.

Химическо ецване в производствения процес

Най-скъпият в слънчева батерия е многокристална или еднокристална силиконова подложка. За най-рационално използване на силиций изрежете psevdokvadratnye цифри, една и съща форма ви позволява да поставите плътно плаката в бъдещия модул. След процеса на рязане, върху повърхността остават микроскопични слоеве на увредената повърхност, които се отстраняват чрез гравиране и текстуриране, за да се подобри приемането на инцидентните лъчи.

Повърхността, обработена по този начин, е хаотично разположена микропирамида, отразяваща от лицето на която, светлината удря страничните повърхности на други издатини. Процедурата за разхлабване на текстурата намалява отражението на материала с около 25%. В процеса на оформяне се използва серия от киселинни и алкални обработки, но не е допустимо значително да се намали дебелината на слоя, тъй като плочата не издържа на следните обработки.

Полупроводници в слънчеви батерии

Технологията за производство на слънчеви батерии предполага, че основната концепция за твърда електроника е p-n-junction. Ако се комбинира електронната проводимост на n-тип и проводимостта на проходовия отвор тип p в една плоча, то в точка на контакта възниква възел p-n. Основната физическа характеристика на това определение е възможността да служи като бариера и да предава електроенергия в една посока. Този ефект ни позволява да установим пълна работа на слънчеви клетки.

В резултат на провеждането на фосфорна дифузия се формират n-тип слой в краищата на плочата, който се базира на повърхността на елемента на дълбочина едва 0,5 μm. Производството на слънчева батерия осигурява плитко проникване на носители на противоположни знаци, които възникват под въздействието на светлината. Техният път в зоната на влияние на п-n-кръстовището трябва да бъде кратък, в противен случай те могат да се гасят един на друг на среща, без да генерират никакво количество електроенергия.

Използване на плазмено химическо офортване

При проектирането на слънчевата батерия има предна повърхност с инсталирана решетка за заснемане на тока, а задната страна е солиден контакт. По време на феномена на дифузия, възниква електрическа повреда между две равнини и се предава до края.

За да се премахне късото съединение, се използва оборудването за слънчеви клетки, което позволява да се направи това с помощта на плазмено химическо, химическо офорт или механичен лазер. Методът на плазмехимична експозиция често се използва. Лепирането се извършва едновременно за стек от силициеви листове, които са подредени заедно. Резултатът от процеса зависи от продължителността на обработката, състава на инструмента, размера на квадратите на материала, посоката на струята от йонни потоци и други фактори.

Нанасяне на антирефлексно покритие

Прилагайки текстура върху повърхността на елемента, отражението се намалява до 11%. Това означава, че една десета от лъчите просто отразяват повърхността и не участват в образуването на електроенергия. За да се намалят тези загуби, предната страна на елемента е покрита с дълбоко проникване на светлинни импулси, което не ги отразява обратно. Учените, като се съобразяват със законите на оптиката, определят състава и дебелината на слоя, така че производството и монтажа на слънчеви клетки с такова покритие намаляват отражението до 2%.

Свържете метализация от предната страна

Повърхността на елемента е проектирана да абсорбира най-голямо количество радиация, това изискване определя размерите и техническите характеристики на приложената метална мрежа. Избирайки дизайна на предната част, инженерите решават два противоположни проблема. Намаляването на оптичните загуби се наблюдава при по-тънки линии и тяхното местонахождение на голямо разстояние един от друг. Производството на слънчева клетка с по-големи размери на окото означава, че някои от зарядите не могат да достигнат контакта и се губят.

Ето защо учените стандартизират стойността на разстоянието и дебелината на линията за всеки метал. Твърде тънките ивици отварят пространството на повърхността на елемента, за да абсорбират лъчите, но не водят до силен ток. Съвременните методи за нанасяне на метализация се състоят в ситопечат. Като материал, най-оправдана е пастата, съдържаща сребро. Благодарение на приложението си, ефективността на елемента се увеличава с 15-17%.

Метализация на гърба на устройството

Прилагането на метал към гърба на устройството става по две схеми, всяка от които изпълнява своя собствена работа. Непрекъснат тънък слой на цялата повърхност, с изключение на отделните дупки, се пръска с алуминий, а дупките се пълнят със сребърно-съдържаща паста, която играе роля на контакт. Непрекъснатият алуминиев слой служи като вид огледално устройство от задната страна за свободни заряди, които могат да бъдат загубени в разкъсаните връзки с кристална решетка. С такова покритие слънчевите панели работят с 2% по-мощно. Отзивите на клиентите показват, че тези елементи са по-трайни и не зависят толкова много от облачно време.

Производство на слънчеви панели със собствени ръце

Можете да купувате комплекти от фотоклетки за самосглобяване в интернет на различни сайтове. Тяхната цена зависи от броя на плочите и използваната мощност. Например комплекти с малък капацитет от 63 до 76 вата с 36 плочи струват 2350-2560 рубли. съответно. Тук също така се получават по някаква причина работните елементи, които са били отхвърлени от производствените линии.

При избора на вида на фотоелектричния преобразувател се има предвид, че поликристалните елементи са по-устойчиви на облачно време и работят с тях по-ефективни от монокристалните, но имат по-кратък живот. Монокристалните имат по-висока ефективност при слънчево време и продължават много по-дълго.

За да организирате производството на слънчеви клетки в къщи, трябва да изчислите общото натоварване на всички устройства, които ще бъдат захранвани от бъдещия преобразувател, и да определите мощността на устройството. Това означава броя на фотоклетките, като се отчита ъгълът на панела. Някои майстори предоставят възможност за смяна на позицията на площадката за съхранение в зависимост от височината на слънцестоене, а през зимата - по дебелината на падащия сняг.

Използват се различни материали, за да се направи случаят. Най-често поставени алуминиеви или неръждаеми ъгли, използвайте шперплат, дървесни частици и т.н. Прозрачната част е направена от органично или обикновено стъкло. В продажба има фотоклетки с запоени проводници, като купуването е за предпочитане, тъй като задачата за монтаж е опростена. Плочките не се подреждат един върху друг - по-ниските могат да дадат микрокредити. Появата и потокът се прилагат предварително. По-удобно е да спойкате елементите, като ги поставите незабавно върху работната страна. Накрая, външните пластини са заварени към шини с шини (по-широки проводници), след което се извеждат минус и плюс.

След извършената работа панелът се изпитва и запечатва. Чуждестранните господари използват съединения за това, но те са доста скъпи за нашите занаятчии. Самопроизводителите са запечатани със силикон, а задната част е покрита с акрилен лак.

В заключение, трябва да се каже, че отговорите на господарите, които са го направили слънчеви панели със собствените си ръце, винаги положителни. След като са изразходвали пари за производството и монтажа на конвертора, семейството много бързо плаща за тях и започва да пести, използвайки безплатна енергия.