Proizvodnja sončnih celic: tehnologija in oprema

Človeštvo si prizadeva preiti na alternativne vire oskrbe z električno energijo, kar bo pripomoglo k ohranjanju čistoče okolja in zmanjšanju stroškov za pridobivanje energije. Proizvodnja sončna baterija je sodobna industrijska metoda. Napajalni sistem vključuje sprejemnike sončne svetlobe, baterije, kontrolne naprave, razsmernike in druge naprave, namenjene določenim funkcijam.

Sončna baterija je glavni element, s katerim se začne akumulacija in pretvorba energije žarkov. V sodobnem svetu za potrošnika pri izbiri panela obstaja veliko pasti, saj industrija ponuja veliko število izdelkov, združenih pod enim imenom.

Silicijeve sončne celice

Ti izdelki so priljubljeni pri sodobnih potrošnikih. Osnova njihove izdelave je silicij. Njene zaloge v črevesju so razširjene, ekstrakcija je relativno poceni. Silicijeve celice se v primerjavi z drugimi sončnimi baterijami dobro razlikujejo.

Vrste elementov

Proizvodnja sončne celice silicija ima naslednje vrste:

• enojni kristal;
• polikristalinični;
• amorfen.

Zgornje oblike pripomočkov se razlikujejo po tem, kako so atomi silicija razporejeni v kristalu. Glavna razlika med elementi je drugačen kazalnik koeficient učinkovitosti pretvorba svetlobne energije, ki je v prvih dveh vrstah približno na eni ravni in presega vrednosti instrumentov, izdelanih iz amorfnega silicija.

Današnja industrija ponuja več modelov sončnih kolektorjev svetlobe. Razlika je v uporabi opreme za proizvodnjo sončnih celic. Tehnologija proizvodnje in različni začetni material igrajo vlogo.

Vrsta enokristala

Ti elementi so sestavljeni iz silikonskih celic, pritrjenih skupaj. Z metodo znanstvenika Czochralski se proizvaja absolutno čisti silicij, iz katerega se izdelujejo posamezni kristali. Naslednji postopek je rezanje zamrznjenega in utrjenega polizdelka v plošče z debelino od 250 do 300 μm. Tanke plasti so nasičene s kovinsko mrežo elektrod. Kljub visokim proizvodnim stroškom se ti elementi zelo pogosto uporabljajo zaradi visokega menjalnega razmerja (17-22%).

Proizvodnja polikristalnih elementov

Tehnologija izdelave sončnih baterij iz polikristalov je v tem, da se staljena silicija maso postopoma ohladi. Proizvodnja ne zahteva drage opreme, zato se stroški proizvodnje silicija zmanjšajo. Polikristalne naprave za shranjevanje sonca imajo nižji koeficient učinkovitosti (11-18%), v nasprotju z monokristalnimi. To je posledica dejstva, da je med ohlajanjem masa silicija nasičena z najmanjšimi zrnatimi mehurčki, kar vodi k dodatnemu refrakcijam žarkov.

Elementi amorfnega silicija

Izdelki pripadajo posebnemu tipu, ker pripadajo silikonskemu vrhu izvira iz imena uporabljenega materiala, proizvodnja sončnih baterij pa se izvaja s tehnologijo filmskih naprav. Kristal v proizvodnem procesu odstrani silikonski vodik ali silikon, katerega tanka plast prekriva substrat. Baterije imajo najnižjo učinkovitost, do 6%. Elementi, kljub znatnemu pomanjkanju, imajo številne nesporne prednosti, ki jim dajejo pravico, da stojijo ob zgoraj navedenih vrstah:

• je optična absorpcija dvakrat večja od enokristalnega in polikristalnega skladiščnega obroča;
• ima najmanjšo debelino sloja le 1 μm;
• oblačno vreme ne vpliva na delo pretvarjanja svetlobe, za razliko od drugih vrst;
• zaradi visokega indeksa upogibne moči brez težav se uporablja v težkih mestih.

Tri od zgornjih vrst sončnih pretvornikov dopolnjujejo hibridni izdelki iz materialov z dvojnimi lastnostmi. Take značilnosti so dosežene, če so mikronutrienti ali nanodelci vključeni v amorfni silicij. Nastali material je podoben polikristalnemu siliciju, vendar se z njo razlikuje z novimi tehničnimi kazalniki.

Surovine za proizvodnjo filmskih sončnih celic iz CdTe

Izbira materiala narekuje potrebo po zmanjšanju stroškov proizvodnje in povečanju tehničnih lastnosti dela. Najpogosteje uporabljen kadmijev telurid, ki absorbira svetlobo. V sedemdesetih letih prejšnjega stoletja je CdTe veljal za glavnega zagovornika rabe prostora, v sodobni industriji pa je našel široko uporabo v energiji sončne svetlobe.

Ta material je razvrščen kot kumulativni strup, zato se razprava o njegovi škodljivosti ne izniči. Raziskave znanstvenikov so ugotovile, da je stopnja škodljive snovi v ozračje dopustna in ne škoduje ekologiji. Raven učinkovitosti je le 11%, vendar so stroški električne energije, pretvorjeni iz takšnih elementov, nižji za 20-30%, kot pri napravah tipa silicija.

Zbiralniki žarkov iz selena, bakra in indija

Polprevodniki v napravi so baker, selen in indij, včasih pa ga je mogoče zamenjati z galijem. To je posledica visokega povpraševanja Indije za monitorje z ravnim zaslonom. Zato je izbrana možnost zamenjave, ker imajo materiali podobne lastnosti. Ampak za koeficient učinkovitosti ima zamenjava pomembno vlogo, proizvodnja sončne baterije brez galija pa povečuje učinkovitost naprave za 14%.

Polimerni sončni kolektorji

Ti elementi se imenujejo mlade tehnologije, saj so se nedavno pojavili na trgu. Polprevodniki iz organske absorbirajo svetlobo, da jih pretvorijo v električno energijo. Za uporabo proizvodnja fulerenov ogljika skupine, polifenilen, bakrovega ftalocianina in drugih. Rezultat je tanka (100 nm) in fleksibilen film, dobimo koeficient učinkovitosti 5-7%. Vrednost je majhna, vendar ima proizvodnja prožnih sončnih celic več pozitivnih točk:

• za proizvodnjo velike količine denarja se ne porabijo;
• možnost namestitve fleksibilnih baterij v ovinek, kjer je elastičnost najpomembnejša;
• primerjalno enostavnost in razpoložljivost naprave;
• prilagodljive baterije nimajo škodljivega vpliva na okolje.

Kemijsko jedkanje v proizvodnem procesu

Najbolj draga v sončni akumulatorji je večkristalni ali enokristalni silicijevi vaflji. Za najbolj racionalno uporaba silicija cut psevdokvadratnye številke, enako obliko vam omogoča, da čvrsto postavite ploščo v prihodnosti modul. Po rezanju mikroskopske plasti poškodovane površine ostanejo na površini, ki se odstranijo z jedkanjem in teksturiranjem za izboljšanje sprejema žarkov.

Tako obdelana površina je kaotično nameščena mikro-piramida, ki odraža od čelne strani katere svetloba zadene stranske površine drugih projekcij. Postopek za razrahljanje teksture zmanjša odbojnost materiala za približno 25%. V procesu jedkanja se uporablja vrsta kislinskih in alkalnih obdelav, vendar je nedopustno, da se močno zmanjša debelina sloja, ker plošča ne vzdrži naslednjih obdelav.

Polprevodniki v sončnih baterijah

Tehnologija izdelave sončnih baterij kaže, da je osnovni koncept trdne elektronike p-n-križišče. Če kombiniramo elektronsko prevodnost n-tipa in prevodnost luknje p-tipa v eni plošči, se na točki dotika dogaja p-n križišče. Glavna fizična lastnost te opredelitve je možnost, da služi kot ovira in prenese električno energijo v eno smer. Ta učinek nam omogoča, da vzpostavimo polnopravno delo sončnih celic.

Kot konča rezultat fosforjeve difuzijske plošče tvori N-tip plasti, ki temelji na površini elementa, na globini 0,5 mikronov. Proizvodnja sončne baterije omogoča plit prodor nosilcev nasprotnih znakov, ki nastajajo pod vplivom svetlobe. Njihova pot v območje vpliva p-n-križišča mora biti kratek, sicer se lahko med seboj ugasnejo, ne da bi pri tem ustvarili količino električne energije.

Uporaba plazemskega kemičnega jedkanja

Pri zasnovi sončne baterije je sprednja površina z nameščeno mrežo za snemanje toka, hrbtna stran pa je trden stik. Med pojavom difuzije se pojavi električna napaka med dvema ravninama in se prenaša do konca.

Za odstranitev kratkega stika se uporablja oprema za sončne celice, kar omogoča to s pomočjo plazemskega kemičnega, kemičnega jedra ali mehanskega, laserskega. Pogosto se uporablja metoda plazemijeične izpostavljenosti. Etching se izvaja hkrati za sveženj silikonskih listov, ki so zloženi skupaj. Rezultat postopka je odvisen od trajanja obdelave, sestave orodja, velikosti kvadratov materiala, smeri ionskih pretočnih curkov in drugih dejavnikov.

Uporaba antirefleksne prevleke

Z uporabo teksture na površini elementa se odsev zmanjša na 11%. To pomeni, da se desetina žarkov preprosto odbije od površine in ne sodeluje pri nastajanju električne energije. Da bi zmanjšali take izgube, je sprednja stran elementa prevlečena z globokim prodorom svetlobnih impulzov, ki jih ne odražajo nazaj. Znanstveniki, ob upoštevanju zakonov optike, določajo sestavo in debelino sloja, tako da proizvodnja in montaža sončnih celic s tako prevleko zmanjšata odsev na 2%.

Kontaktirajte metalizacijo na sprednji strani

Površina elementa je zasnovana tako, da absorbira največjo količino sevanja, saj ta zahteva določa dimenzijske in tehnične lastnosti nanešene kovinske mreže. Izbira oblikovanja sprednje strani inženirji rešita dva nasprotna problema. Zmanjšanje optičnih izgub se zgodi s tanjšimi črtami in njihovo lokacijo na medsebojni razdalji. Proizvodnja sončne celice z večjimi velikostmi mrežnega očesa pomeni, da nekateri stroški ne morejo doseči stika in so izgubljeni.

Zato so znanstveniki standardizirali vrednost razdalje in debeline črte za vsako kovino. Preveč tanki trakovi odpirajo prostor na površini elementa, da absorbirajo žarke, vendar ne vodite močnega toka. Sodobni načini uporabe metalizacije so sitotisk. Kot material je najbolj utemeljena pasta, ki vsebuje srebro. Zaradi njene uporabe se učinkovitost elementa poveča za 15-17%.

Metalizacija na hrbtni strani naprave

Uporaba kovin na hrbtni strani naprave poteka po dveh shemah, od katerih vsaka opravlja svoje delo. Neprekinjen tanek sloj na celotni površini, razen v posameznih luknjah, je razpršen z aluminijem, luknje pa napolnjene s srebrom vsebujočo pasto, ki igra kontaktno vlogo. Neprekinjena aluminijasta plast služi kot nekakšna zrcalna naprava na hrbtni strani brezplačnih stroškov, ki jih lahko izgubimo v raztrganih kristalnih rešetkih. S takšnim premazom sončne celice delujejo močno za 2%. Povratne informacije odjemalcev kažejo, da so takšni elementi bolj trpežni in niso odvisni toliko od oblačnega vremena.

Proizvodnja solarne plošče z lastnimi rokami

Na različnih spletnih mestih lahko kupite komplet foto fotokale za samopostavljanje na internetu. Njihov strošek je odvisen od števila plošč in porabljene moči. Na primer, nizki kapaciteti, od 63 do 76 vatov s 36 ploščami, stanejo 2350-2560 rubljev. . Tudi tukaj so delni elementi, ki so bili zavrnjeni iz proizvodnih linij, pridobljeni iz nekega razloga.

Pri izbiri vrste fotoelektričnega pretvornika upoštevajte dejstvo, da so polikristalni elementi bolj odporni proti oblačnemu vremenu in delajo z njim bolj učinkovito kot monokristalni, vendar imajo krajšo življenjsko dobo. Monokristalni imajo večjo učinkovitost v sončnem vremenu in trajajo dlje.

Če želite organizirati proizvodnjo sončnih celic doma, morate izračunati skupno obremenitev vseh naprav, ki jih bo napajal prihodnji pretvornik, in določite moč naprave. To pomeni število fotocelic, ob upoštevanju kota plošče. Nekateri mojstri omogočajo spreminjanje položaja prostora za skladiščenje glede na višino solstice in pozimi - na debelino padajočega snega.

Različni materiali se uporabljajo za izdelavo primera. Najpogosteje postavite aluminijaste ali nerjaveče vogale, uporabite vezane plošče, iverne plošče itd. Prozorni del je iz organskega ali navadnega stekla. Na prodajnih mestih so fotocelice s spajkani vodniki, takšna kupnja je priporočljiva, saj je montažna naloga poenostavljena. Plošče ne stojijo enega na drugi - spodnje lahko dajo mikroračunala. Priprava in pretok sta predhodno uporabljena. Priporočljivo je, da elemente spajkate tako, da jih takoj postavite na delovno stran. Na koncu so zunanje pločevine zvarjene na vodilne palice (širši vodniki), nato pa izstopajo minus in plus.

Po končanem delu se plošča testira in zapre. Tuji mojstri za to uporabljajo spojine, vendar so za naše obrtnike dragi. Samonastavljeni pretvorniki so zapečateni s silikonom, zadnja stran pa je prekrita z akrilnim lakom.

Na koncu je treba reči, da so odzivi mojstrov, ki so to storili sončne celice z lastnimi rokami, vedno pozitiven. Ko porabi denar za proizvodnjo in namestitev pretvornika, družina zelo hitro plača za njih in začne varčevati z uporabo brezplačne energije.