Výroba solárních článků: technologie a vybavení

Lidstvo usiluje o přechod na alternativní zdroje elektrického napájení, které pomohou zachovat čistotu prostředí a snížit náklady na výrobu energie. Výroba solární baterie je moderní průmyslovou metodou. Napájecí systém zahrnuje přijímače slunečního záření, baterie, řídicí zařízení, měniče a další zařízení určená pro určité funkce.

Solární baterie je hlavním prvkem, ze kterého začíná akumulace a transformace energie paprsků. V moderním světě pro spotřebitele při výběru panelu, existuje mnoho úskalí, protože průmysl nabízí velké množství výrobků, spojených pod jedním jménem.

Silikonové solární články

Tyto výrobky jsou oblíbené u moderních spotřebitelů. Základem jejich výroby je křemík. Jeho zásoby v útrobách jsou rozšířené, těžba je poměrně levná. Křemíkové články se příznivě liší ve výkonu od jiných baterií se solárním světlem.

Typy prvků

Výroba solární panely křemíku je následujících typů:

• monokrystal;
• polykrystalický;
• amorfní.

Výše uvedené formy zařízení se liší tím, jak jsou v krystalu uspořádány atomy křemíku. Hlavní rozdíl mezi prvky je jiným ukazatelem koeficient účinnosti konverze světelné energie, která je u prvních dvou druhů přibližně na jedné úrovni a přesahuje hodnoty pro přístroje vyrobené z amorfního křemíku.

Dnešní průmysl nabízí několik modelů slunečních kolektorů světla. Rozdíl je v používání zařízení pro výrobu solárních článků. Technologie výroby a různé počáteční materiály hrají roli.

Typ s jedním krystalem

Tyto prvky se skládají ze silikonových buněk, které jsou upevněny dohromady. Metodou vědce Czochralski se vyrábí absolutně čistý křemík, ze kterého jsou vyrobeny jednotlivé krystaly. Dalším postupem je řezání zmrazeného a tvrzeného polotovaru do desek o tloušťce 250 až 300 μm. Tenké vrstvy jsou nasyceny kovovou mřížkou elektrod. Navzdory vysokým nákladům na výrobu se tyto prvky používají poměrně široce kvůli vysoké míře konverze (17-22%).

Výroba polykrystalických prvků

Technologie výroby solárních baterií z polykrystalů spočívá v tom, že roztavená křemíková hmota je postupně ochlazována. Výroba nevyžaduje drahé zařízení, a proto se sníží náklady na výrobu křemíku. Polykrystalická solární paměťová zařízení mají nižší koeficient účinnosti (11-18%), na rozdíl od monokrystalických. To je proto, že v procesu ochlazování hmoty křemíku je nasycen s malými bublinkami zrnité, což vede k dalším lomu paprsků.

Prvky amorfního křemíku

Produkt se týká specifického typu, protože patří k typu křemíku pochází z názvu použitého materiálu a výrobě solárních článků se provádí pomocí fólie technologických zařízení. Křišťál ve výrobním procesu poskytuje cestu k vodíku křemíku nebo k silikonu, jehož tenká vrstva pokrývá substrát. Baterie mají nejnižší účinnost, až 6%. Prvky, navzdory významné nevýhodě, mají řadu nepopiratelných výhod, které jim dávají právo stát vedle výše uvedených typů:

• optická absorpce je dvakrát vyšší než u jednokrystalových a polykrystalických skladovacích kroužků;
• má minimální tloušťku vrstvy pouze 1 μm;
• oblačné počasí neovlivňuje práci na přeměně světla, na rozdíl od jiných druhů;
• díky vysokému indexu pevnosti v ohybu bez problémů je aplikován v obtížných místech.

Tři z výše uvedených typů solárních měničů jsou doplněny hybridními výrobky z materiálů s duálními vlastnostmi. Takové vlastnosti jsou dosaženy, pokud jsou v amorfním křemíku obsaženy mikroživiny nebo nanočástice. Výsledný materiál je podobný polykrystalickému křemíku, ale od něj se příznivě liší novými technickými ukazateli.

Suroviny pro výrobu filmových solárních článků z CdTe

Volba materiálu je dána nutností snížit výrobní náklady a zvýšit technické vlastnosti díla. Nejčastěji používaný telurid kadmia pohlcující světlo. V sedmdesátých letech minulého století byl CdTe považován za hlavního uchazeče o využití kosmu, v moderním průmyslu nalezl široké uplatnění v energii slunečního světla.

Tento materiál je klasifikován jako kumulativní jed, takže debata o jeho škodlivosti nezmizí. Výzkumy vědců potvrdily skutečnost, že úroveň škodlivé látky vstupující do atmosféry je přípustná a nepoškozuje ekologii. Úroveň účinnosti je pouze 11%, ale náklady na konverzi elektřiny z těchto prvků jsou o 20-30% nižší než u zařízení typu křemíku.

Sběrače nosníků ze selenu, mědi a indiu

Polovodiče v zařízení jsou měď, selen a indium, někdy je možné je nahradit gáliem. Důvodem je vysoká poptávka Indie po plochých monitorech. Proto je tato alternativa nahrazena, protože materiály mají podobné vlastnosti. Ale pro koeficient efektivnosti hraje důležitou roli výměna, výroba solární baterie bez galia zvyšuje účinnost zařízení o 14%.

Sluneční kolektory na bázi polymerů

Tyto prvky jsou označovány jako mladé technologie, protože se nedávno objevily na trhu. Polovodiče z organické absorbují světlo a přeměňují je na elektrickou energii. Pro výrobu se používají fullereny uhlíkové skupiny, polyfenylen, ftalocyanin mědi apod. Výsledkem jsou tenké (100 nm) a pružné fólie, které poskytují faktor účinnosti 5 až 7%. Hodnota je malá, ale výroba flexibilních solárních článků má několik pozitivních bodů:

• pro výrobu velkého množství peněz nejsou vynaloženy;
• možnost instalace flexibilních baterií v ohybech, kde je nejdůležitější elasticita;
• srovnatelná lehkost a dostupnost zařízení;
• flexibilní baterie nemají žádný škodlivý vliv na životní prostředí.

Chemické leptání ve výrobním procesu

Nejdražší v solární baterii je multicrystalická nebo jednokrystalová křemíková destička. Pro nejvíce racionální použití křemíku řez psevdokvadratnye čísel, stejný formulář umožňuje pevně položit desku v budoucím modulu. Po procesu řezání zůstávají mikroskopické vrstvy poškozeného povrchu na povrchu, které jsou odstraněny leptáním a strukturou, aby se zlepšil příjem paprsků.

Povrch zpracovávaný tímto způsobem je chaoticky umístěná mikro-pyramida, odrážená od jejího obličeje, světlo dopadá na boční plochy jiných projekcí. Postup uvolnění struktury snižuje odrazivost materiálu o přibližně 25%. Při procesu leptání se používá řada kyselých a alkalických úprav, ale není žádoucí výrazně snížit tloušťku vrstvy, protože deska nevydržuje následující ošetření.

Polovodiče v solárních bateriích

Technologie výroby solárních baterií naznačuje, že základní koncepcí pevné elektroniky je p-n-křižovatka. Pokud kombinujeme elektronickou vodivost typu n a vodivost díry typu p na jedné desce, dochází v místě styku ke spojení p-n. Hlavním fyzickým vlastnictvím této definice je příležitost sloužit jako bariéra a přenášet elektřinu jedním směrem. To je ten účinek, který nám umožňuje zřídit plnohodnotnou práci solárních článků.

Výsledkem provedení difúze fosforu je vytvoření vrstev n-typu na koncích desky, která je založena na povrchu prvku v hloubce pouze 0,5 μm. Výroba solární baterie zajišťuje plynulé pronikání nosičů opačných značek, které vznikají pod vlivem světla. Jejich cesta do oblasti vlivy p-n-křižovatky musí být krátká, jinak se mohou na schůzi házet, aniž by generovaly nějaké množství elektřiny.

Použití plazmového chemického leptání

Při návrhu solární baterie je přední plocha s nainstalovanou mřížkou pro střelbu proudu a zadní strana je pevný kontakt. Během fenoménu difúze vzniká elektrická porucha mezi dvěma rovinami a přenáší se na konec.

K odstranění zkratu je použito zařízení pro solární články, které to umožňuje pomocí plazmového chemického, chemického leptání nebo mechanického laseru. Metoda plazmochemické expozice je často používána. Leptání se provádí současně s hromadou křemíkových plechů skládaných dohromady. Výsledkem procesu je závislá na době trvání léčby, kompozice se rozumí velikost čtverců materiálu, směrem tryskové proudění iontů a dalších faktorech.

Aplikace antireflexní vrstvy

Aplikací textury na povrch prvku se reflexe sníží na 11%. To znamená, že desetina paprsků se odráží od povrchu a nepodílí se na tvorbě elektřiny. Aby se takové ztráty snížily, přední strana prvku je potažena hlubokým pronikáním světelných impulzů, který je neodráží. Vědci, s přihlédnutím zákony optiky, určí složení a tloušťky vrstvy, takže výroba a instalace tak-potažených solárních článků snížení odrazu záření až do 2%.

Kontaktní metalizace na přední straně

Povrch prvku je navržen tak, aby absorboval největší množství záření, to je tento požadavek, který určuje rozměrové a technické vlastnosti aplikované kovové sítě. Výběr konstrukce přední strany, inženýři řeší dva protichůdné problémy. Snížení optických ztrát nastává s tenčími liniemi a jejich umístěním ve velké vzdálenosti od sebe. Produkce solárních článků s většími velikostmi oka znamená, že některé z nábojů nemohou dosáhnout kontaktu a jsou ztraceny.

Proto vědci standardizovali hodnotu vzdálenosti a tloušťky čáry pro každý kov. Příliš tenké proužky otevřené místo na povrchu prvku absorbují paprsky, ale nevedou silný proud. Moderní metody aplikace metalizace spočívají v sítotisku. Jako materiál je nejpůvodnější pasta obsahující stříbro. Díky své účinnosti se účinnost prvku zvyšuje o 15-17%.

Metallizace na zadní straně zařízení

Aplikace kovu na zadní stranu zařízení probíhá podle dvou schémat, z nichž každá provádí vlastní práci. Nekonečná tenká vrstva na celém povrchu, s výjimkou jednotlivých otvorů, je stříkána hliníkem a otvory jsou naplněny pastou obsahující stříbro, která hraje kontaktní úlohu. Kontinuální hliníková vrstva slouží jako druh zrcadlového zařízení na zadní straně pro volné náboje, které mohou být ztraceny v roztržených krystalických mřížkách. S takovým povrchem pracují solární panely o 2% mnohem silněji. Zpětná vazba zákazníků říká, že takové prvky jsou odolnější a nezáleží tak na oblačném počasí.

Výroba solárních panelů vlastními rukama

Sady fotobuňkových článků pro samostavbu můžete zakoupit na různých internetových stránkách. Jejich cena závisí na počtu desek a použité síle. Například malé sestavy, od 63 do 76 wattů s 36 deskami, stojí 2350-2560 rublů. resp. Také zde byly z nějakého důvodu získány pracovní prvky, které byly odmítnuty z výrobních linek.

Při výběru typu fotoelektrického konverze musí brát v úvahu skutečnost, že polykrystalické buňky jsou odolnější proti zatažené obloze a pracovat na to účinnější monokrystalických ale mají kratší životnost. Monokrystalické mají vyšší účinnost za slunečného počasí a trvají mnohem déle.

Chcete-li uspořádat výrobu solárních článků doma, musíte vypočítat celkovou zátěž všech zařízení, která budou napájena budoucím převodníkem, a určit sílu zařízení. To znamená počet fotobuněk, přičemž je třeba vzít v úvahu úhel panelu. Někteří mistři poskytují možnost měnit polohu úložné roviny v závislosti na výšce slunovratu a v zimě na tloušťce padlého sněhu.

K vytvoření pouzdra se používají různé materiály. Nejčastěji kladené hliníkové nebo nerezové rohy, použití překližky, dřevotřískové desky atd. Průhledná část je vyrobena z organického nebo obyčejného skla. V prodeji existují fotobuňky s pájenými vodiči, je výhodnější koupit, protože montážní úkol je zjednodušen. Desky se neskladají na druhé - dolní vrstvy mohou dát mikrotrhlinky. Pájení a tavidlo se předběžně aplikují. Je vhodnější spájet prvky tak, že je okamžitě umístíte na pracovní stranu. Na konci jsou vnější desky přivařeny ke sběrnicovým lištám (širší vodiče), pak jsou vyvedeny mínus a plus.

Po provedené práci je panel testován a uzavřen. Zahraniční mistři pro tento účel používají směsi, ale pro naše řemeslníky jsou poměrně drahé. Vlastní měniče jsou utěsněny silikonem a zadní strana je pokryta lakem na bázi akrylu.

Závěrem je třeba říci, že odpovědi mistrů, kteří udělali solární panely s vlastními rukama, vždy pozitivní. Jakmile peníze vynaloží na výrobu a instalaci konvertoru, rodina je velmi rychle zaplatí a začne šetřit s využitím volné energie.