Виробництво сонячних батарей

Більше 85% сонячних батарей виробляються на основі моно та полі кремнію. Технологія їх виробництва досить важка, тривала і енергоємна. Але про все по порядку.

Основні етапи виготовлення сонячних монокристалічних елементів:

• Отримання «сонячного» кремнію. В якості сировини використовується кварцовий пісок з високим масовим вмістом діоксиду кремнію (SiO2). Він проходить багатоступеневу очистку, щоб позбутися від кисню. Відбувається шляхом високотемпературного плавлення і синтезу з додаванням хімічних речовин.
• Вирощування кристалів. Очищений кремній є просто розрізнені шматки. Для упорядкування структури та вирощуються кристали за методом Чохральського. Відбувається це так: шматки кремнію поміщаються в тигель, де розжарюються і плавляться. У розплав опускається запал - так би мовити, зразок майбутнього кристала. Атоми, розташовуються в чітку структуру, наростають на приманку шар за шаром. Процес нарощування тривалий, але в результаті утворюється великий, красивий, а головне однорідний кристал.
• Обробка. Цей етап починається з вимірювання, калібрування і обробки монокристалла для надання потрібної форми. Справа в тому, що при виході з тигля в поперечному перерізі він має круглу форму, що не дуже зручно для подальшої роботи. Тому йому надається псевдо квадратна форма. Далі оброблений монокристал сталевими нитками в карбід - кремнієвої суспензії або алмазно - імпрегнованої дротом ріжеться на пластинки товщиною 250-300 мкм. Вони очищаються, перевіряються на шлюб і кількість виробленої енергії.
• Створення фотоелектричного елемента. Щоб кремній міг виробляти енергію, в нього додають бор (B) і фосфор (P). Завдяки цьому шар фосфору отримує вільні електрони (сторона n-типу), сторона бору - відсутність електронів, тобто дірки (сторона p-типу). Унаслідок цього між фосфором і бором з'являється p-n перехід. Коли світло буде падати на осередок, з атомної решітки будуть вибиватися дірки і електрони, з'явившись на території електричного поля, вони розбігаються в сторону свого заряду. Якщо приєднати зовнішній провідник, вони будуть намагатися компенсувати дірки на іншій частині пластинки, з'явиться напруга і струм. Саме для його вироблення по обидва боки пластини припаиваются провідники.
• Збірка модулів.Пластинки з'єднуються спочатку в ланцюжки, потім в блоки. Зазвичай одна пластина має 2 Вт потужності і 0,6 В напруги. Чим більше буде осередків, тим потужніше вийде батарея. Їх послідовне підключення дає певний рівень напруги, паралельне збільшує силу утворюється струму. Для досягнення необхідних електричних параметрів всього модуля послідовно і паралельно з'єднані елементи об'єднуються. Далі осередку покривають захисною плівкою, переносять на скло і поміщають в прямокутну рамку, кріплять розподільну коробку. Готовий модуль проходить останню перевірку - вимір вольт - амперних характеристик.
• Все, можна використовувати!

З'єднання самих сонячних батарей теж може бути послідовним, паралельним або послідовно-паралельним для отримання необхідних сили струму і напруги. Наочне відео про етапах автоматичного складання, включаючи: пайку, ламінування, комутацію осередків, установку розподільної коробки, скла і алюмінієвої рами:

Виробництво полікристалічних сонячних батарей відрізняється тільки вирощуванням кристала. Є кілька способів виробництва, але найпопулярніший зараз і займає 75% всього виробництва це Сіменс - процес. Суть методу полягає у відновленні силана і осадженні вільного кремнію в результаті взаємодії парогазової суміші з водню і силана з поверхнею кремнієвих злитків, розігрітій до 650-1300 ° C. Вивільнені атоми кремнію, утворюють кристал з деревовидної (дендритних) структурою.

Тонкоплівкові батареї виробляються в основному з техніки випарної фази. Сировиною для аморфних фотоперетворювачів є кремневодород (силан, Sinh2n + 2). Він напилюється на матеріал підкладки (скло, кераміка, металеві або полімерні стрічки та ін.) Шаром менше 1 мкм. Водень у складі аморфного кремнію (5-20%) змінює його електрофізичні властивості і надає йому напівпровідникові якості.

Виробництво аморфних перетворювачів значно простіше кристалічних: без праці створюються пластини площею понад 1 м при температурах осадження всього 250-400 ° C. До того ж їх напівпровідниковими властивостями можна управляти, підбираючи з'єднання компонентів плівки для отримання необхідних параметрів.

Технологія виробництва сонячних CIGS батарей теж полягає в напиленні напівпровідників. Робиться це за допомогою вакуумних камер і електронних гармат. Мідь (Cu), індій (In) або галій (Ga) напилюється шляхом послідовного осадження на підкладку зі скла, покритої молібденом шаром в 1 мкм. Отримана структура обробляється парами селену (Se).

Є ще один спосіб виготовлення CIGS батарей - метод трафаретного друку або струменевого напилення.

Дякуємо Компанії "Еко систем" за підготовку наданого матеріалу.

Нас находят: виробництво монокристалічного кремнію