Solcellsproduktion: teknik och utrustning

Människan tenderar att byta till alternativa källor för elförsörjning för att hålla en ren miljö och minska kostnaderna för energiproduktion. Produktionen av sol batteri är den moderna industriella metoder. Strömförsörjningssystemet innefattar en sol ljusmottagare, batterier, styrenhet, växelriktare och andra anordningar som är avsedda för vissa funktioner.

Solcellen är huvudelementet, som börjar med ansamling och omvandling av energistrålar. I den moderna världen för konsumenten när man väljer en panel, det finns många fallgropar, som branschen erbjuder ett stort antal produkter grupperade under ett namn.

Kisel solceller

Dessa produkter är populära bland dagens konsumenter. Grunden för sin produktion sätta kisel. Lagren är i djupet av utbredd produktion av relativt billigt. Kiselceller mäta sig med nivån på prestanda för andra batterier solljus.

typer av objekt

Produktion av solceller gjorda av kisel utförs följande typer:

• monokristallint;
• polykristallina;
• amorf.

Olika former av de ovanstående enheter med hur kiselatomer är arrangerade i en kristall. Den huvudsakliga skillnaden blir olika komponentelement för effektivitet omvandlande ljusenergi, som i de två första typerna är ungefär på samma nivå och högre än värdena för anordningar av amorft kisel.

idag branschen erbjuder flera modeller av solfångare av ljus. Skillnaden mellan dem är att en del utrustning som används för att producera solceller. Det spelar rollen som en slags tillverkningsteknik och utgångsmaterial.

typ monokristallint

Dessa element består av kisel celler som är anslutna till varandra. Genom metoden enligt Czochralski en forskare gjorde absolut ren kisel, som är gjord av enkristaller. Nästa process är skärningen av halvfrusen och stelnat på plattan tjocklek av 250 till 300 mikron. Tunna skikt mättat med metallnät elektroder. Trots den höga kostnaden för produktion, är sådana element används i stor utsträckning på grund av den höga graden av omvandling (17-22%).

Göra polykristallina element

Solenergi teknik för produktion av polykristallint är att det smälta kislet massan kyls gradvis. Produktionen kräver inte dyr utrustning, därför att erhålla kisel kostnaden minskas. Polykristallina sol enheter har en mindre verkningsgrad (11-18%), i motsats till den enda kristall. Detta beror på att i processen för kylning av kiselmassan är mättad med små bubblor av kornig, vilket resulterar i en ytterligare brytning av strålar.

Element av amorft kisel

Produkt hänför sig till en specifik typ, eftersom de hör till den typ av kisel kommer från namnet på det använda materialet och produktionen av solceller utförs genom film teknik enheter. Kristall i tillverkningsprocessen ger vika till kisel Silon väte eller ett tunt skikt som täcker ett substrat. Batterierna har den lägsta effektivitetsvärdet, upp till 6%. Element, trots den nackdelen att ha ett antal fördelar som ger dem rätt att stå i linje med de ovan nämnda typerna:

• optisk absorption värde över tjugo gånger än den hos enkelkristall och polykristallina enheter;
• Den har en minsta skikttjocklek av 1 mikron;
• Mulet väder påverkar inte arbetet med att omvandla världen, till skillnad från andra arter;
• på grund av den höga graden av böjhållfasthet appliceras utan problem i svåra platser.

De tre ovan beskrivna typer av solenergitransformatorer kompletterat hybridprodukter från material som har dubbla egenskaper. Dessa egenskaper uppnås om mikronäringsämnen ingår i nanopartiklar eller amorft kisel. Det resulterande materialet var liknande polykristallint kisel, men positivt med det nya tekniska indikatorer.

Råmaterial för produktion av solceller av filmtyp CdTe

Valet av material dikteras av behovet att minska tillverkningskostnaderna och öka tekniska egenskaper i drift. Den mest använda ljusabsorberande kadmiumtellurid. På 70-talet av förra århundradet CdTe ansågs vara den främsta utmanare för användning av utrymmet i den moderna industrin, är det allmänt används i energi av solljus.

Detta material klassificeras som kumulativa gifter, så inte avtar debatt dess skadlighet. Vetenskapliga studier har visat att förekomsten av skadliga ämnen som släpps ut i atmosfären, är giltigt och inte orsakar miljöskador. Verkningsgrad är endast 11%, men kostnaden för elektricitet från sådana transformerade celler med 20-30% lägre än den hos de kisel anordningar.

Sammanställare strålar från selen, koppar och indium

Halvledare i anordningen är koppar, selen och indium, ibland tillät substitutionen av den senare på gallium. Detta är på grund av hög efterfrågan för produktion av indium-monitorer flat typ. Därför denna substitution vald utföringsform, eftersom materialen har liknande egenskaper. Men för posten effektivitet utbyte spelar en viktig roll i produktionen av solcellen utan gallium ökar verkningsgrad med 14%.

Sol fiskare polymerbaserat

Dessa element avser ung teknik, eftersom de nyligen har dykt upp på marknaden. Av organiska halvledare absorberar ljus för att omvandla den till elektrisk energi. För produktionsanvändning fullerener kolgrupp, polyfenylen, kopparftalocyanin, och andra. Resultatet är en tunn (100 nm) och en flexibel film som ger verkningsgrad på 5-7%. Värdet är liten, men produktionen av flexibla solceller har flera positiva aspekter:

• för tillverkning inte spenderat mycket pengar;
• möjligheten att installera batterierna inom flexibla böjar, där flexibilitet är av största vikt;
• jämförande lätthet och tillgänglighet av installationen;
• Flexibel batteri inga skadliga effekter på miljön.

Kemisk etsning i tillverkningsprocessen

Den dyraste solbatteri är en polykristallina eller monokristallint kiselplatta. För att maximera effektiva kiselutnyttjandet skuren psevdokvadratnye siffror, medger samma form täta bädden platta i nästa modul. Efter skärprocessen förblir vid ytan av mikroskopiska skikt brutna ytor som rengörs med hjälp av etsning och texture att förbättra mottagningen av den infallande strålen.

Den behandlade ytan liknande sätt representerar slumpvis anordnade mikroprisma reflekteras från fasetterna av vilka ljuset slår sidoytorna hos de andra utsprången. Lossa Procedur textur reflekterande material minskar med ca 25%. Etsningsprocessen används en serie av sura och alkaliska behandlingar, men oacceptabelt hög grad minska skikttjockleken, eftersom plattan inte kan motstå följande behandling.

Halvledare i Solar

solcells produktionsteknik tyder på att det grundläggande begreppet elektronikföretag är en pn-övergång. Om en platta kombinerar elektronisk konduktivitet av n-typ och p-typ konduktivitet är av p-typ, kontaktpunkten mellan dem sker pn-övergången. De grundläggande fysikaliska egenskaperna hos definition är möjligheten att fungera som en barriär, och missar el i samma riktning. Det är denna effekt kan du upprätta en fullfjädrad drift av solceller.

Som ett resultat av fosfor diffusionsplatta ändar bildas av n-typ skikt, som är baserad på ytan av elementet vid ett djup av 0,5 mikron. Tillverkning av solcell ger en grund penetrering av bärare av motsatta tecken, som uppstår under inverkan av ljus. Deras väg in påverkan av pn-övergången område bör vara kort, eller så kan de betala när de mötte varandra, vilket inte genererar någon mängd el.

Användningen av plasma-kemisk etsning

I solbatteriet strukturen försedd med en främre yta galler installerat pickup ström och baksidan, som är en kontinuerlig kontakt. Under diffusionsfenomen, är en elektrisk krets mellan de två planen och överförs till ändytan.

Att avlägsna förslutningen, utrustning som används för solceller, vilket gör att göra det med hjälp av plasmakemisk, kemisk etsning, eller mekaniskt, med laser. Sätt att plasma kemisk exponering används ofta. Etsning utförs samtidigt för en stapel av staplade kiselplattor tillsammans. Resultatet av processen beror på varaktigheten av behandlingen, kompositionen innebär storleken av kvadraterna av materialet, strålriktningen av jonflödet och andra faktorer.

Applicering av antireflektionsbeläggning

Genom att applicera en textur på ett element ytreflektion reduceras till 11%. Detta innebär att bara en tiondel av strålarna reflekteras från ytan och inte är involverad i bildandet av el. Att minska sådana förluster till den främre sidan av elementet är belagt med djup inträngning av ljuspulser utan att reflektera dem tillbaka. Vetenskapsmän, med hänsyn till lagar optik, bestämma sammansättningen och tjockleken hos skiktet, så att produktion och montering av de så belagda solceller minska reflektionen upp till 2%.

Kontakta metallisering av framsidan

Ytelementet är utformad för att absorbera den maximala mängden strålning bestäms av kravet att de dimensionella och tekniska egenskaper hos den applicerade metallen. Att välja utformningen av framsidan av ingenjörerna beslöt de två motsatta problem. Minska de optiska förlusterna sker i tunnare linjer och deras arrangemang på ett avstånd från varandra. Tillverkning av sol batteri med större maskstorlek leder till att en del av avgiften har ingen tid att nå och kontakt går förlorad.

Därför, scientists standardiserat värde på avståndet och tjockleken hos varje metall linje. Alltför tunna remsor av öppna ytor på ytan av elementet för att absorbera strålarna, men inte spendera en hel del ström. Moderna metoder för applicering av metallise består i stencil utskrift. Eftersom de flesta av materialet är motiverat silverpasta. På grund av användningen av elementeffektivitets stiger med 15-17%.

Metallisering på den bakre sidan av instrumentet

metall beläggning av baksidan av anordningen sker i två system, vilka var och en utför sitt eget arbete. Tunt kontinuerligt skikt över hela ytan, med undantag för vissa öppningar sputtrade aluminium och hålet fylls med en silverpasta, som spelar rollen av en kontakt. Fast aluminiumskikt fungerar som en spegelanordning för den bakre sidan av de fria laddningar som kan gå förlorad i de dinglande bindningar av kristallina gittret. Med en sådan beläggning 2% fler solpaneler verka på strömmen. Konsument recensioner säger att dessa element är mer hållbara och inte så mycket beror på molnigt väder.

Produktion av solpaneler med sina egna händer

Strömförsörjning från solen, kan inte alla beställa och installera hemma, eftersom de kostar i dag är tillräckligt stor. Därför många mästare och bemästra produktionen av solpaneler hemma.

Inköps solceller kit för självmontering kan vara på Internet på olika platser. deras värde beror på antalet plattor och kapacitet. Till exempel, med låg effekt kit, från 63 till 76 watt till 36 plattor är 2350-2560 rubel. respektive. Det får också arbetsobjekt gallrats från produktionslinjerna av någon anledning.

När du väljer vilken typ fotoelektriska omvandlings skall ta hänsyn till det faktum att polykristallina celler är mer motståndskraftiga mot molnigt väder och arbeta på det mer effektivt monokristallina men har en kortare livslängd. Monokristallina har högre effektivitet i sol väder, och de kommer att pågå mycket längre.

För att organisera produktionen av solpaneler hemma, måste du räkna ut den totala belastningen av alla enheter som kommer att drivas av växelriktaren i framtiden, och för att bestämma kapaciteten hos enheten. Därmed antalet solceller, samtidigt som hänsyn tas till vinkeln av panelen. Vissa artister inkluderar möjligheten att förändringar i finansierade läget av planet, beroende på höjden av ståndet och vintern - från tjockleken på snön.

Olika material används för att tillverka höljet. Oftast aluminium eller rostfritt give hörn används plywood, spånskivor och andra. Den transparenta delen är tillverkad av en organisk eller vanligt glas. Försäljningen har redan fastlödda solceller med dirigenter köpa är föredragna som förenklad montering uppgift. Plattorna är inte staplas på varandra - botten kan ge mikrosprickor. Lod och flussmedel appliceras tidigare. Lödning element lättare, placera dem direkt på arbetssidan. Vid den yttersta änden av plattan är svetsad till samlingsskenorna (bredare ledare), då den utgående "minus" och "plus".

Efter detta arbete är testad och förseglad panel. Utländska mästare föreningar som används för detta ändamål, men de är ganska dyrt för våra hantverkare. Hemlagad omvandlare tätas med silikon, och baksidan belagd med lack baserad på akryl.

Avslutningsvis måste vi säga att översynen mästare som gjort solceller med sina egna händer, alltid positiv. När spendera pengar på tillverkning och installation av sändaren betalar familjen mycket snabbt för dem och börjar spara med hjälp av fri energi.