Güneş pilleri üretimi: teknoloji ve teçhizat

İnsanoğlu, çevrenin temizliğini korumaya ve enerji üretme maliyetini düşürmeye yardımcı olacak alternatif elektrik kaynağı kaynakları arasında geçiş yapmak istiyor. Güneş pili üretimi modern bir endüstriyel yöntemdir. Güç kaynağı sistemi , güneş ışığı alıcıları, piller, kontrol cihazları, invertörler ve bazı işlevler için tasarlanmış diğer cihazları içerir.

Güneş pili , ışınların enerjisinin birikimi ve dönüşümünün başladığı ana unsurdur. Çağdaş dünyada tüketici için bir panel seçerken pek çok tuzak vardır, çünkü endüstride tek bir isim altında birleşmiş çok sayıda ürün bulunmaktadır.

Silikon Güneş Pilleri

Bu ürünler, modern tüketiciler tarafından popülerdir. Üretimlerinin temeli silikondur. Bağırsaklardaki rezervleri yaygındır, ekstraksiyon nispeten ucuzdur. Silikon elemanlar, diğer pil güneş pillerinden gelen performans seviyesinde olumlu bir şekilde farklılık gösterir.

Eleman türleri

Silisyumdan güneş pilleri üretimi şu şekildedir:

• Tek kristal;
• polikristalin;
• amorf.

Yukarıda bahsedilen cihaz şekilleri, kristal içinde silisyum atomlarının nasıl düzenlendiğiyle farklılık göstermektedir. Elemanlar arasındaki temel fark, ilk iki türde yaklaşık olarak bir seviyede olan ve amorf silikondan yapılmış aletler için olan değerleri aşan ışık enerjisinin dönüşüm verimliliğinin farklı bir göstergesidir.

Günümüz endüstrisi, güneş kolektörleri ışık modelleri sunmaktadır. Aradaki fark, güneş pillerinin üretimi için ekipman kullanımı içindir. İmalat teknolojisi ve başlangıç malzemesi çeşitliliği bir rol oynamaktadır.

Tek kristal tipi

Bu elementler birlikte sabitlenmiş silikon hücrelerden oluşur. Bilim adamı Czochralski'nin yöntemi ile, kesinlikle saf silikon üretilir; buradan tek kristaller yapılır. Bir sonraki işlem, dondurulmuş ve katılaşmış yarı mamul ürünün 250-300 um kalınlığında plakalara kesilmesidir. İnce tabakalar bir metal elektrot ızgarasıyla doymuştur. Yüksek üretim maliyetine rağmen, bu tür elementler yüksek dönüşüm oranı (% 17-22) nedeniyle oldukça yaygın olarak kullanılır.

Polikristal elementlerin imalatı

Polikristallerden güneş pilleri üreten teknoloji, erimiş silikon kütlesinin aşamalı olarak soğutulması olgusundan oluşur. Üretim pahalı ekipman gerektirmez, bu nedenle silikon üretimi maliyeti azaltılır. Polikristalin güneş depolama aygıtları, monokristal olanlara kıyasla daha düşük bir verim katsayısına (% 11-18) sahiptir. Bunun nedeni, soğutma sırasında, silisyum kütlesi ışınların ek bir kırılmasına yol açan en küçük granül kabarcıklarla doymuş olması gerçeğidir.

Amorf silikon elementleri

Ürünler özel bir türe ait, çünkü silikon türe ait olanlar kullanılan materyal adından geliyor ve güneş pilleri üretimi film cihazlarının teknolojisi kullanılarak gerçekleştiriliyor. Üretim sürecindeki kristal silikon hidrojene veya ince tabakası altlığı kaplayan bir silikona yol açar. Piller,% 6'ya kadar en düşük etkinlik değerine sahiptir. Elements, önemli bir dezavantaja karşın, onlara yukarıda belirtilen türlerin yanında durma hakkını veren bir dizi yadsınamaz avantaja sahiptir:

• Optiklerin emilimi, tek kristal ve polikristalin saklama halkalarınınkinden iki ila on kat daha fazladır;
• Sadece 1 μm'lik minimum katman kalınlığına sahiptir;
• Bulutlu hava, diğer türlerin aksine, ışığı dönüştürme işini etkilemez;
• Sorunsuz kesme kuvveti endeksi yüksek olduğundan, zor yerlerde kullanılır.

Yukarıdaki güneş dönüştürücü türlerinden üçü çift özellikli malzemelerden elde edilen hibrid ürünlerle tamamlanmaktadır. Mikroorganizmalar veya nanoparçacıklar amorf silisyum içerisine dahil edilirse, bu gibi özellikler elde edilir. Elde edilen malzeme polikristalin silikona benzemekle birlikte, yeni teknik parametrelerle olumlu olarak farklılık arzetmektedir.

CdTe'den film tipi güneş pilleri üretimi için hammaddeler

Malzeme seçimi, üretim maliyetini düşürme ve işin teknik özelliklerini arttırma ihtiyacı tarafından belirlenir. En çok kullanılan ışık emici kadmiyum tellürür. Geçen yüzyılın 70'li yıllarında, CdTe, alan kullanımı için başlıca yarışmacı olarak kabul edildi, modern endüstride, güneş ışığı enerjisinde geniş uygulama buldu.

Bu materyal kümülatif bir zehir olarak sınıflandırılmıştır, bu yüzden zararlılığı üzerine yapılan tartışma azalmamaktadır. Bilim adamlarının araştırmaları, atmosfere gelen zararlı maddenin seviyesinin kabul edilebilir olduğu ve ekolojiye zarar vermediği gerçeğini ortaya koymuştur. Verimlilik seviyesi sadece% 11'dir, ancak bu tür elementlerden dönüştürülen elektriğin maliyeti, silikon tip cihazlardan% 20-30 daha düşüktür.

Selenyum, bakır ve indiyumdan oluşan kiriş toplayıcıları

Cihazdaki yarı iletkenler bakır, selenyum ve indiyum, bazen de galyum ile değiştirmek mümkündür. Bunun nedeni, Hindistan'ın yassı tip monitörlere olan yoğun taleplerinden kaynaklanıyor. Bu nedenle, bu ikame seçeneği, malzemelerin benzer özelliklere sahip olması nedeniyle seçilir. Fakat etkinlik katsayısı için yenileme önemli bir rol oynamaktadır, galyumsuz bir güneş pilinin üretilmesi cihazın verimliliğini% 14 arttırmaktadır.

Polimer esaslı güneş kolektörü

Kısa süre önce pazarda yer aldıkları için bu unsurlar genç teknolojiler olarak adlandırılıyor. Organik yarı iletkenler ışığı elektrik enerjisine dönüştürmek için emerler. Üretimde, karbon grubunun fullerenleri, polifenilen, bakır ftalosiyanin vb. Kullanılmaktadır. Sonuç olarak, işlem sırasında% 5-7 verimlilik faktörü veren ince (100 nm) filmler ve esnek filmler elde edilmektedir. Değer küçük, ancak esnek güneş pilleri üretimi birkaç olumlu noktaya sahiptir:

• İmalat için büyük miktarlarda para harcanmaz;
• Elastikiyetin en önemli olduğu bükülmelere esnek piller yerleştirme imkanı;
• Karşılıklı kolaylık ve kurulumun uygunluğu;
• Esnek pillerin çevre üzerinde zararlı etkisi yoktur.

Üretim sürecinde kimyasal aşındırma

Güneş pillerindeki en pahalı çok-kristalli veya tek-kristal silikondan üretilmiştir. Silikon kesim psevdokvadratnye rakamlarının rasyonel kullanımını en üst düzeye çıkarmak için aynı form gelecek modülde plakayı sıkıca saklamanıza izin verir. Kesme işleminden sonra, hasar görmüş yüzeyin mikroskobik katmanları yüzeyde kalır; bunlar, gelen ışınların alınmasını iyileştirmek için aşındırma ve doku ile çıkarılır.

Bu şekilde muamele edilen yüzey, ışığın, diğer çıkıntıların yan yüzeylerine girdiği, yüzünden yansıtan kaotik olarak konumlandırılmış bir mikro-piramittir. Doku gevşetmek için kullanılan prosedür, malzemenin yansıma oranını yaklaşık% 25 oranında azaltır. Aşındırma işlemi sırasında bir dizi asit ve alkalik işlem uygulanır, ancak tabakanın aşağıdaki muamelelere dayanmadığı için tabakanın kalınlığını büyük oranda azaltmak için izin verilmez.

Güneş pili yarı iletkenleri

Güneş pilleri üreten teknoloji, katı elektroniğin temel konseptinin pn-birleşiminden kaynaklandığını ileri sürer. Bir plakadaki n-türünün elektronik iletkenliğini ve p-türünün delik iletkenliğini birleştirirse, temas noktasında bir pn birleşmesi oluşur. Bu tanımın temel fiziksel özelliği, bir bariyer görevi yapma ve bir yönde elektrik iletme fırsatıdır. Bu, güneş hücrelerinin tam teşekküllü bir işi kurmamızı sağlayan efekttir.

Fosfor difüzyonunu gerçekleştirmenin bir sonucu olarak, yalnızca 0.5 um'lik bir derinlikte elemanın yüzeyine dayanan plakanın uçlarında n-tipi bir katman oluşur. Bir güneş pilinin üretimi, ışığın etkisi altında ortaya çıkan zıt işaretlerin taşıyıcılarına sığ bir nüfuz sağlar. Pn-kavşağının etki alanına giden yolları kısa olmalı, aksi takdirde herhangi bir elektrik üretmeden bir toplantıda birbirlerini söndürebilirler.

Plazma kimyasal aşındırma yönteminin kullanılması

Güneş pili tasarımında, akımı çekmek için monte edilmiş bir ızgaralı bir ön yüz vardır ve arka taraf sağlam bir temas halindedir. Difüzyon olgusu sırasında, iki düzlem arasında bir elektrik arızası ortaya çıkar ve sonuna kadar iletilir.

Kısa devreyi gidermek için, plazma kimyasal, kimyasal arındırma veya mekanik lazer yardımı ile bunu yapmaya imkan tanıyan güneş pilleri için ekipman kullanılır. Plazma-kimyasal maruziyet yöntemi genellikle kullanılır. Birbirine istiflenmiş bir yığın silikon tabakası için eşzamanlı olarak aşındırma işlemi yapılır. İşlemin sonucu, işlemin süresine, aletin bileşimine, malzemenin karelerinin boyutlarına, iyon akım jetlerinin yönüne ve diğer faktörlere bağlıdır.

Yansıma önleyici kaplamanın uygulanması

Elemanın yüzeyine bir doku uygulayarak, yansıma% 11'e düşürülür. Bu, ışınların onda birinin sadece yüzeyi yansıttığı ve elektriğin oluşumuna katılmadığı anlamına gelir. Bu tür kayıpları azaltmak için, elemanın ön yüzü onları yansıtmayan ışık darbelerine derin bir nüfuz ile kaplanır. Bilim insanları, optik yasalarını göz önüne alarak, tabakanın bileşimini ve kalınlığını belirler, bu yüzden bu kaplamayla güneş pillerinin üretimi ve kurulumu% 2 yansımayı azaltır.

Ön tarafta kontak metalizasyon

Elemanın yüzeyi, en çok miktarda radyasyonu emmek için tasarlanmıştır; bu, uygulanan metal kafesin boyutsal ve teknik özelliklerini belirleyen bir gerekliliktir. Ön yüz tasarımını seçen mühendisler, iki karşıt problemi çözerler. Optik kayıpların azaltılması, daha ince çizgilere ve konumlarına birbirinden çok uzakta gerçekleşir. Artan ızgara boyutlarına sahip bir güneş pili üretimi, şarjların bir kısmının temasa geçememesi ve kaybolması gerçeğine yol açmaktadır.

Bu nedenle, bilim adamları her metal için mesafe ve çizgi kalınlığını standartlaştırdı. Işınları absorbe etmek için elemanın yüzeyinde çok ince şeritler açık alana sahipken güçlü bir akım yürütmeyin. Metalizasyon uygulamak için modern yöntemler, serigrafik baskıda bulunur. Bir malzeme olarak, gümüş içeren macun en haklı olanıdır. Uygulaması nedeniyle elemanın verimliliği% 15-17 oranında artar.

Cihazın arkasında metalizasyon

Metalin cihazın arkasına uygulanması, her biri kendi çalışmalarını gerçekleştiren iki şemaya göre gerçekleşir. Tekli delikler hariç, yüzeyin tamamında sürekli ince bir tabaka alüminyum püskürtülür ve delikler, bir temas rolü oynayan gümüş içeren bir macun ile doldurulur. Sürekli alüminyum katman, arka tarafta, püskürtülmüş kristal kafes bağlarında kaybolabilen, serbest yükler için bir çeşit ayna cihazı görevi görür. Böyle bir kaplamayla, güneş panelleri% 2 daha fazla güç için kullanılır. Müşteri geribildirimi, bu gibi unsurların daha dayanıklı olduğunu ve bulutlu havaya fazla bağımlı olmadığını söylüyor.

Kendi elleriyle güneş panelleri imalatı

Güneş'teki güç kaynakları, bugünkü maliyeti oldukça büyük olduğu için herkes sipariş verebilir ve evde kurabilir. Bu nedenle, birçok usta ve zanaatkâr evinde güneş panelleri üretimine hakim.

Çeşitli sitelerde İnternet'te kendi kendine kurulum için fotoseller seti satın alabilirsiniz. Onların maliyeti kullanılan tabaklara ve gücün sayısına bağlıdır. Örneğin, 36 plakalı 63 ila 76 watt'lık küçük kapasiteli setler, 2350-2560 ruble'ye mal oluyordu. Sırasıyla. Burada ayrıca, üretim hatlarından herhangi bir nedenle reddedilen iş elemanları kazanılır.

Fotoelektrik dönüştürücünün türünü seçerken, polikristal elementlerin havanın kar altında olmasına karşı daha dirençli olduğunu ve bununla monokristal olanlardan daha verimli çalıştıklarını, ancak daha kısa ömürlü olduklarını göz önünde bulundurun. Monokristaller, güneşli havalarda daha yüksek bir etkinliğe sahiptirler ve daha uzun süre dayanırlar.

Evde güneş pilleri üretimini düzenlemek için, gelecekteki dönüştürücü tarafından güçlendirilecek tüm cihazların toplam yükünü hesaplamanız ve cihazın gücünü belirlemeniz gerekir. Bu nedenle, panelin açısını hesaba katan fotosellerin sayısı. Bazı ustalar, gündönüm yüksekliğine bağlı olarak depolama düzleminin konumunu değiştirme imkânı sağlarlar ve düşen kar kalınlığı üzerine kışın.

Davayı yapmak için çeşitli malzemeler kullanılıyor. Çoğunlukla alüminyum veya paslanmaz köşeler koyun, kontrplak, yonga levha vb. Kullanın. Şeffaf kısım organik veya normal camdan yapılır. Satılan lehimli iletkenli fotoseller var, montaj işleri basitleştirildiğinden bunlar satın almak için tercih edilir. Tabaklar diğerini yığmaz - alttaki kısımlar mikro çatlaklar verebilir. Lehim ve akı önceden uygulanır. Lehim elemanlarının lehimlenmesi, hemen çalışma tarafına yerleştirilerek daha elverişlidir. Sonunda uç plakaları otobüs çubuklarına (daha geniş iletkenler) kaynak yapılır, sonra bir eksi ve bir artı çıkışı yapılır.

İş bittikten sonra panel test edilir ve mühürlenir. Yabancı ustalar bunun için bileşikler kullanıyorlar, ancak zanaatkârlar için oldukça pahalılar. Ev yapımı dönüştürücüler silikon ile kapatılır ve arka taraf akrilik esaslı verniklerle kaplanır.

Sonuç olarak, güneş panelleri yapan ustaların kendi elleriyle yaptıkları incelemelerin daima olumlu olduğu söylenebilir. Dönüştürücünün üretiminde ve kurulumunda para harcadıktan sonra, aileler kendileri için çok hızlı bir ödeme yapar ve serbest enerjiyi kullanarak tasarruf etmeye başlarlar.