ייצור תאים סולאריים: טכנולוגיה וציוד

האנושות נוטה לעבור למקורות חלופיים לאספקת חשמל כדי לעזור לשמור על סביבה נקייה ולהפחית את עלות ייצור האנרגיה. הפקה של סוללת השמש היא בשיטות תעשייתיות המודרניות. מערכת אספקת החשמל כוללת אור שמש מקלטים, סוללות, יחידת בקרה, ממיר ומכשירים אחרים המיועדים פונקציות מסוימות.

התאים הסולריים הוא הרכיב העיקרי, אשר מתחיל עם ההצטברות וטרנספורמציה של קרן אנרגיה. בעולם המודרני עבור הצרכן בבחירת פנל, ויש מכשולים רבים, כמו התעשייה מציעה מספר רב של מוצרי מקובצים תחת שם אחד.

תאים סולריים הסיליקון

מוצרים אלה הם פופולריים עם הצרכנים של היום. הבסיס של הייצור שלהם לשים סיליקון. מניות הן במעמקי ייצור נרחב זול יחסית. תאי הסיליקון להשוות לטובה עם רמת ביצועים של אור שמש סוללות אחרות.

מיני פריטים

הפקה של תאים סולריים עשויים סיליקון מתבצעת מהסוגים הבאים:

• monocrystalline;
• רב-גבישים;
• אמורפי.

צורות שונות של המכשירים הנ"ל עם כמה אטומי סיליקון מסודרים קריסטל. ההבדל העיקרי הופך ליסודות מרכיבים שונים של יעילות המרת אנרגית אור אשר שני הסוגים הראשונים היא כ באותה הרמה וגבוהה יותר הערכים עבור התקנים של סיליקון אמורפי.

היום בתעשייה מציעה מספר דגמים של קולטי שמש אור. ההבדל ביניהם הוא שחלק הציוד המשמש לייצור תאים סולאריים. היא משחקת את התפקיד של מעין ייצור טכניקת חומר מוצא.

monocrystalline סוג

אלמנטים אלה כוללים תאי סיליקון מחוברים זה לזה. לפי השיטה של Czochralski מדען עשה סיליקון טהור לחלוטין, אשר עשוי גבישים יחידים. התהליך הבא הוא החיתוך של חצי קפוא הקרושה על עובי הצלחת של 250 עד 300 מיקרון. שכבות דקות רוויות אלקטרודות מתכת רשת. למרות העלות הגבוהה של ייצור, אלמנטים כגון נמצאים בשימוש נרחב בגלל השיעור הגבוה של מרה (17-22%).

הפיכת אלמנטים רבים-גבישים

טכנולוגית סולארית ייצור של גבישים היא שמסת סיליקון המותכת היא מקוררת בהדרגה. הפקה אינה דורשת ציוד יקר, ולכן, כדי להשיג עלות סיליקון מופחתת. כונני סולארית Polycrystalline יש מקדם קטן של יעילות (11-18%), בניגוד גביש יחיד. הסיבה לכך היא בתהליך של קירור מסת סיליקון רווי בועות זעירות של מגורען, וכתוצאה מכך שבירה נוספת של קרנית.

אלמנטים של סיליקון אמורפי

מוצרים מתייחסים לסוג ספציפי, כפי שהם שייכים לסוג של סיליקון מגיע מהשם של החומר המשמש ואת הייצור של תאים סולריים מבוצע על ידי מכשירים בטכנולוגית סרט. קריסטל בתהליך הייצור ומפנה מקומו מימן סיליקון הסילון או שכבה דקה אשר מכסה מצע. סוללות יש ערך היעילות הנמוכה ביותר, עד 6%. אלמנטים, למרות החיסרון יש מספר יתרונות המעניקים להם את הזכות לעמוד בתור עם סוגים הנ"ל:

• ערך קליט אופטי מעל עשרים פעמים יותר מזה של כונני יחיד קריסטל גבישים;
• יש לו עובי שכבת מינימום של 1 מיקרון;
• מזג אוויר מעונן אינו משפיע על העבודה של הפיכת העולם, בניגוד למינים אחרים;
• בגלל חוזק גבוה בשיעור של כיפוף מוחל בלי שום בעיות במקומות קשים.

השלושה הסוגים-שתוארו לעיל של ממירים סולאריים בתוספת מוצרי כלאיים מחומרים בעלי תכונות כפולות. מאפיינים אלה מושגים אם המזינים כלולים חלקיקים או סיליקון אמורפי. החומר שהתקבל היה דומה סיליקון רב-גבישי, אך לטובה עם זאת אינדיקטורים טכניים חדשים.

חומרי גלם לייצור תאים סולאריים של CdTe סרט מהסוג

הבחירה של חומר מוכתב על ידי הצורך להפחית את עלויות ייצור ולהגדיל מאפיינים טכניים במבצע. הנפוץ ביותר בשימוש קדמיום טלוריד האור קליט. בשנתי ה -70 של המאה הקודמת CdTe נחשבה המתמודד העיקרי לשימוש בחלל בתעשייה המודרנית, זה נעשה שימוש נרחב באנרגיה של אור שמש.

חומר זה מסווג רעלים מצטברים, כך אינו חולפות דיון הנפסד שלה. מחקרים מדעיים קבעו כי רמת חומרים מזיקים לאטמוספירה, הוא תקף ואינו גורם נזק סביבתי. שיעור יעילות הוא רק 11%, אבל העלות של חשמל מתאי טרנספורמציה כזו על ידי 20-30% נמוך מזה של מכשירים מסוג סיליקון.

קרן צוברים מן סלניום, נחושת אינדיום

סמיקונדקטורס במכשיר הם נחושת, סלניום אינדיום, לפעמים מותר החלפה של זה האחרון על גליום. זאת בשל ביקוש גבוה לייצור צגים אינדיום סוג שטוח. לכן, החלפה זו שנבחרה התגלמות, שכן יש חומרים בעלי תכונות דומות. אבל עבור יעילות של החלפת שיא משחק תפקיד משמעותי בייצור תאים סולאריים ללא גליום מגביר את יעילות המכשיר על ידי 14%.

לוכדי שמש פולימר מבוסס

אלמנטים אלה מתייחסים לטכנולוגיה צעירה, כפי שהם הופיעו לאחרונה על השוק. של מוליכים למחצה אורגניים לקלוט אור עבור המרתו לאנרגיה חשמלית. עבור קבוצת פחמן פולרנים ייצור לשימוש, polyphenylene, Phthalocyanine הנחושת, ואחרים. התוצאה היא (ננומטר 100) דק סרט גמיש שנותן מקדמים יעילות של 5-7%. הערך קצר, אך הייצור של תאים סולריים גמישים יש כמה היבטים חיוביים:

• לייצור לא השקיע הרבה כסף;
• היכולת להתקין סוללות בתחום עיקולים גמישים, שבה גמישות היא בעלת חשיבות עליונה;
• הקלות וזמינות השוואתיות של ההתקנה;
• סוללה גמישה ללא השפעות מזיקות על הסביבה.

תחריט כימי בתהליך הייצור

הסוללה הסולארית היקרה ביותר היא צלחת סיליקון multicrystalline או monocrystalline. כדי למקסם את יעילות ניצול סיליקון דמויות psevdokvadratnye לחתוך, באותה הצורה מאפשרת צלחת מיטה צפופה במודול הבא. לאחר תהליך החיתוך להישאר על פני השטח של שכבות מיקרוסקופיות שבורות משטחים אשר מנקים באמצעות חריטה טקסטורות כדי לשפר את הקליטה של ריי האירוע.

הדרך הדומה שטח מטופל מייצג microprism נפטר אקראי משתקף מן ההיבטים של אשר האור יפגע משטחי הצד של תחזיות האחרות. התרופפות ירידות חומר רעיוני נוהל מרקם ידי 25% על. תהליך הצריבה בשימוש סדרת טיפולי חומצה ובסיסי, אבל מקובל לצמצם במידה ניכר את עובי השכבה, כי הצלחת לא יכול לעמוד העיבוד הבא.

סמיקונדקטורס ב שמש

טכנולוגיית תא ייצור שמש עולה כי התפיסה הבסיסית של חברת האלקטרוניקה היא צומת-PN. אם צלחת אחת לשלב מוליכות אלקטרוניות של n-סוג מוליכות מסוג p הוא מסוג p, נקודת המגע ביניהם מתרחש-צומת pn. המאפיינים הפיסיים הבסיסיים של ההגדרה הוא ההזדמנות לשמש כמחסום, ולהחמיץ את החשמל באותו הכיוון. זהו אפקט זה מאפשר לך לקבוע מבצע מניין של תאים סולריים.

כתוצאת צלחת דיפוזיה זרחתית מסתיימת נוצר מסוג n שכבה, אשר מבוססת על פני השטח של האלמנט בעומק של 0.5 מיקרון. ייצור תאים סולאריים מספק חדירה שטחית של נשאים של סימנים מנוגדים, אשר מתעוררות תחת השפעת האור. דרכם לתוך השפעת באזור PN-צומת צריך להיות קצר, או שהם יכולים לשלם את כשנפגשו זה בזה, ובכך לא ליצור כל כמות החשמל.

שימוש תחריט פלזמה כימי

במבנה הסוללה סולארית מסופק עם זרם טנדר מותקן סורג משטח קדמי והצד האחורי, שהנו איש קשר רציף. במהלך תופעות דיפוזיה, מעגל חשמלי בין שני המטוסים מועבר אל הפנים בסוף.

כדי להסיר את הסגר, ציוד המשמש תאים סולריים, אשר מאפשר לעשות את זה בעזרת פלזמה כימית, תחריט כימי, או מכאני, על ידי ליזר. שיטה של חשיפה כימית פלזמה משמשת לעתים קרובות. תצריב מתבצע בו זמנית עבור ערימה של צלחות סיליקון מוערמים יחד. התוצאה של התהליך תלוי משך הטיפול, בהרכב אומר את גודל הריבועים של החומר, כיוון הסילון של זרימת יונים וגורמים אחרים.

יישום ציפוי antireflection

באמצעות החלת מרקם על השתקפות משטח אלמנט מצטמצם 11%. משמעות הדבר היא כי רק עשירית קרני המוחזר מפני השטח ולא מעורב היווצרות חשמל. כדי לצמצם הפסדים כאלה לצד הקדמי של אלמנט מצופה חדירה עמוקה של להבזקי האור בלי המשקף אותם בחזרה. מדענים, תוך התחשבות החוקית האופטיקה, לקבוע את ההרכב ואת עובי השכבה, ולכן הייצור והתקנה של התאים הסולריים כך המצופים להפחית את ההשתקפות עד 2%.

למתליזציה לתקשר של הצד הקדמי

אלמנט השטח נועד לספוג את הסכום המקסימאלי של קרינה נקבע לפי הדרישה כי המאפיינים מימדי וטכנולוגיים של המתכת מיושמת. בחירת העיצוב של החלק הקדמי של המהנדסים החליטה שתיים הבעיות היריבות. צמצום ההפסדים האופטיים מתרחש בקווים דקים הסדר שלהם במרחק זה מזה. ייצור סוללה סולארית עם גודל רשת גדול מוביל העובדה כי חלק האחראי אין זמן להגיע וקשר הולך לאיבוד.

לכן, מדענים טופל ערך של המרחק ואת העובי של כל שורת מתכת. רצועות דקות מדי של חלל פתוח על פני השטח של החבר לקליטה הקרנית, אבל לא להשקיע הרבה נוכחי. שיטות מודרניות של יישום למתליזציה מורכב בהדפסת סטנסיל. כמו רוב החומר הוא כסף-דבק מוצדק. בשל השימוש עולה יעילות אלמנט ידי 15-17%.

Metallization בצד האחורי של המכשיר

מתכת ציפוי בצד האחורי של המכשיר מתרחשת בשתי תוכניות, שכל אחת מהן מבצעת את העבודה שלה. שכבה רציפה דקה מעל פני השטח כולו, למעט פתיחות קצת גמגמה אלומיניום והחור מלא עם ממרח כסף, אשר משחק את התפקיד של איש קשר. שכבת אלומיניום מוצק משמש כמכשיר ראי עבור הצד האחורי של חיובים ללא תשלום שעשוי לאיבוד אג"ח המשתלשלים הסריג הגבישי. עם פאנלים סולאריים כזה ציפוי 2% יותר לפעול על חשמל. סקירות צרכנים אומרים כי אלמנטים אלה עמידים יותר ולא כל כך הרבה תלוי במזג האוויר מעונן.

הפקה של פאנלים סולאריים במו ידיהם

אספקת חשמל מהשמש, לא כולם יכולים להזמין ולהתקין בבית, כי הם עולים היום הוא גדול מספיק. לכן רבים אומנים הורים ו להתמחות בייצור פאנלים סולאריים בבית.

ערכות פוטו רכישה להרכבה עצמית יכולות להיות באינטרנט באתרים שונים. ערכם תלוי במספר של הצלחות בשימוש וקיבולת. לדוגמה, ערכות צריכת חשמל נמוכה, מתוך 63 עד 76 וואט ל 36 צלחות הם 2350-2560 רובל. בהתאמה. זה גם לרכוש פריטי עבודה שלוקטו קווי הייצור, מכל סיבה שהיא.

כאשר בוחרים את ההמרה הפוטואלקטרי סוג יביא בחשבון את העובדה כי תאים רב-גבישי הם עמידים יותר בפני מזג האוויר מעונן ולעבוד על זה monocrystalline יעיל יותר אבל יש חיים קצרים. מונוקריסטלים יש יעילות גבוהה יותר במזג אוויר סולארי, והם יחזיקו מעמד הרבה זמן.

כדי לארגן את הייצור של פנלים סולאריים בבית, אתה צריך לחשב את העומס הכולל של כל המכשירים, שיופעלו על ידי המהפך של העתיד, וכדי לקבוע את היכולת של המכשיר. מכאן שטווח תאים סולריים, תוך לקיחה בחשבון את הזווית של הפאנל. אמנים מסוימים כוללים את האפשרות של שינויים במצב במימון של המטוס, בהתאם לגובה של היפוך ובחורף - מן עובי השלג.

חומרים שונים המשמשים לייצור הדיור. לרוב אלומיניום או לתת חלד פינות בשימוש דיקט, סיבית אחרת. החלק השקוף עשוי זכוכית אורגנית או רגילה. מכירות כבר מולחמות תאים סולריים עם מנצחי קנייה כזו עדיפה כמשימת הרכבה פשוטה. הלוחות אינם נערמים אחד על השני - בתחתית יכול לתת מיקרו סדקים. הלחמת שטף הגשה בעבר. אלמנטים הלחמה קל, הצבת אותם ישירות בצד העבודה. בקצה הגרף של צלחת מולחם busbars (מוליכים רחבים יותר), אז הפלט "מינוס" ואת "פלוס".

לאחר עבודה זו נבדקה ונחתמה פנל. תרכובות אדוני חוץ לשמש למטרה זו, אבל הם יקרים למדי עבור האומנים שלנו. ממירים ביתיים אטומים עם סיליקון, ואת הצד האחורי מצופה לכה על בסיס אקרילי.

לסיכום עלינו לומר כי אדוני ביקורות שתרמו תאים סולריים במו ידיהם, תמיד חיובי. לאחר לבזבז כסף על ייצור והתקנה של המשדר, המשפחה משלמת מהר מאוד עבורם ומתחילה לחסוך באמצעות אנרגיה חופשית.