Produksyon ng solar battery: teknolohiya at kagamitan

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Ang sangkatauhan ay naglalayong lumipat sa mga alternatibong pinagmumulan ng suplay ng kuryente na makakatulong na mapanatiling malinis ang kapaligiran at mabawasan ang gastos sa pagbuo ng enerhiya. Ang paggawa ng baterya ng solar ay isang modernong pamamaraang pang-industriya. Kasama sa power supply system ang mga solar receiver, baterya, controller, inverter at iba pang device na idinisenyo para sa mga partikular na function.

Ang solar battery ay ang pangunahing elemento kung saan nagsisimula ang akumulasyon at conversion ng ray energy. Sa modernong mundo, maraming mga pitfalls para sa consumer kapag pumipili ng panel, dahil nag-aalok ang industriya ng malaking bilang ng mga produkto na pinagsama-sama sa ilalim ng isang pangalan.

Silicon Solar Cells

Ang mga produktong ito ay sikat sa mga mamimili ngayon. Silicon ang batayan para sa kanilang paggawa. Ang mga reserba nito sa kalaliman ay laganap, at ang produksyon ay medyo mura. Ang mga silicone cell ay maihahambing sa mga antas ng pagganap sa iba pang mga solar cell.

Mga uri ng elemento

Silicon solar cell ay ginawa sa mga sumusunod na uri:

• monocrystalline;
• polycrystalline;
• amorphous.

Ang mga nasa itaas na anyo ng mga device ay naiiba sa kung paano nakaayos ang mga silicon na atom sa kristal. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga elemento ay ang iba't ibang tagapagpahiwatig ng kahusayan ng conversion ng liwanag na enerhiya, na para sa unang dalawang uri ay humigit-kumulang sa parehong antas at lumalampas sa mga halaga para sa mga device na gawa sa amorphous na silicon.

Ang industriya ngayon ay nag-aalok ng ilang modelo ng mga solar light catcher. Ang kanilang pagkakaiba ay nakasalalay sa kagamitan na ginagamit para sa paggawa ng mga solar panel. Ang teknolohiya ng pagmamanupaktura at ang uri ng panimulang materyal ay gumaganap ng isang papel.

Iisang uri ng kristal

Ang mga elementong ito ay binubuo ng mga silicone cell na pinagdikit. Ayon sa pamamaraan ng siyentipiko na si Czochralski, ang ganap na purong silikon ay ginawa, kung saan ang mga solong kristal ay ginawa. Ang susunod na proseso ay ang pagputol ng frozen at hardened semi-finished na produkto sa mga plato na may kapal na 250 hanggang 300 microns. Ang mga manipis na layer ay puspos ng isang metal na grid ng mga electrodes. Sa kabila ng mataas na halaga ng produksyon, ang mga naturang elemento ay lubos na ginagamit dahil sa mataas na rate ng conversion (17-22%).

Production ng polycrystalline elements

Ang teknolohiya para sa paggawa ng mga solar cell mula sa polycrystals ay ang molten silicon mass ay unti-unting pinapalamig. Ang produksyon ay hindi nangangailangan ng mamahaling kagamitan, samakatuwid, ang halaga ng pagkuha ng silikon ay nabawasan. Ang mga polycrystalline solar storage ay may mas mababang efficiency factor (11-18%), hindi katulad ng mga monocrystalline. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na sa panahon ng proseso ng paglamig, ang masa ng silicon ay puspos ng maliliit na butil na mga bula, na humahantong sa karagdagang repraksyon ng mga sinag.

Amorphous na elemento ng silicon

Inuri ang mga produkto bilang isang espesyal na uri, dahil ang pag-aari ng mga ito sa uri ng silicon ay nagmula sa pangalan ng materyal na ginamit, at ang paggawa ng mga solar cell ay isinasagawa gamit ang teknolohiya ng film device. Ang kristal sa proseso ng pagmamanupaktura ay nagbibigay daan sa silicon hydrogen o silon, isang manipis na layer na sumasaklaw sa substrate. Ang mga baterya ay may pinakamababang halaga ng kahusayan, hanggang sa 6% lamang. Ang mga elemento, sa kabila ng isang makabuluhang disbentaha, ay may ilang hindi maikakaila na mga pakinabang na nagbibigay sa kanila ng karapatang tumayo alinsunod sa mga uri sa itaas:

• optics absorption value ay dalawang dosenang beses na mas mataas kaysa sa monocrystalline at polycrystalline drive;
• Ang ay may pinakamababang kapal ng layer na 1 micron lamang;
• ang maulap na panahon ay hindi nakakaapekto sa magaan na gawaing conversion, hindi katulad ng ibang mga species;
• dahil sa mataas nitong baluktot na lakas, magagamit ito nang walang problema sa mahihirap na lugar.

Ang tatlong uri ng mga solar converter na inilarawan sa itaas ay kinukumpleto ng mga produktong hybrid na gawa sa mga materyales na may dalawahang katangian. Ang ganitong mga katangian ay nakakamit kung ang mga microelement o nanoparticle ay kasama sa amorphous silicon. Ang nagresultang materyal ay katulad ng polycrystalline silicon, ngunit maihahambing ito sa mga bagong teknikal na tampok.mga indicator.

Raw material para sa paggawa ng CdTe film-type solar cells

Ang pagpili ng materyal ay dinidiktahan ng pangangailangang bawasan ang gastos ng produksyon at pagbutihin ang pagganap sa trabaho. Ang pinakakaraniwang ginagamit na light-absorbing cadmium telluride. Noong dekada 70 ng huling siglo, ang CdTe ay itinuturing na pangunahing kalaban para sa paggamit ng espasyo, sa modernong industriya ay nakahanap ito ng malawak na aplikasyon sa solar energy.

Ang materyal na ito ay inuri bilang isang pinagsama-samang lason, kaya ang debate sa pagiging mapanganib nito ay hindi humupa. Ang pananaliksik ng mga siyentipiko ay nagtatag ng katotohanan na ang antas ng mga nakakapinsalang sangkap na pumapasok sa kapaligiran ay katanggap-tanggap at hindi nakakapinsala sa kapaligiran. Ang antas ng kahusayan ay 11% lamang, ngunit ang halaga ng na-convert na kuryente mula sa naturang mga cell ay 20-30% na mas mababa kaysa sa mga device na may uri ng silicon.

Ray accumulators na gawa sa selenium, copper at indium

Ang mga semiconductor sa device ay tanso, selenium at indium, minsan pinapayagan itong palitan ng gallium ang huli. Ito ay dahil sa mataas na pangangailangan para sa indium para sa paggawa ng mga flat-type na monitor. Samakatuwid, ang pagpipiliang pagpapalit na ito ay pinili, dahil ang mga materyales ay may katulad na mga katangian. Ngunit para sa indicator ng kahusayan, ang pagpapalit ay gumaganap ng isang makabuluhang papel, ang paggawa ng isang solar na baterya na walang gallium ay nagpapataas ng kahusayan ng device ng 14%.

Polymer-based solar collectors

Ang mga elementong ito ay inuri bilang mga bagong teknolohiya, dahil kamakailan lamang ay lumitaw ang mga ito sa merkado. Ang mga organikong semiconductor ay sumisipsip ng liwanagupang i-convert ito sa elektrikal na enerhiya. Para sa produksyon, ginagamit ang fullerenes ng carbon group, polyphenylene, copper phthalocyanine, atbp. Bilang resulta, ang manipis (100 nm) at nababaluktot na mga pelikula ay nakuha, na sa trabaho ay nagbibigay ng koepisyent ng kahusayan na 5-7%. Ang halaga ay maliit, ngunit ang produksyon ng mga nababagong solar cell ay may ilang positibong punto:

• Hindi gaanong gastos ang paggawa;
• ang kakayahang mag-install ng mga flexible na baterya sa mga liko kung saan ang elasticity ay pinakamahalaga;
• kamag-anak na kadalian at affordability ng pag-install;
• mga flexible na baterya ay environment friendly.

Pag-aatsara sa panahon ng paggawa

Ang pinakamahal na solar battery ay isang multicrystalline o monocrystalline na silicon wafer. Para sa pinaka-makatuwirang paggamit ng silikon, ang mga pseudo-square na mga numero ay pinutol, ang parehong hugis ay nagbibigay-daan sa iyo upang mahigpit na ilatag ang mga plato sa hinaharap na module. Pagkatapos ng proseso ng pagputol, ang mga mikroskopikong layer ng nasirang ibabaw ay mananatili sa ibabaw, na inaalis sa pamamagitan ng pag-ukit at pag-texture upang mapabuti ang pagtanggap ng mga sinag ng insidente.

Ang ibabaw na ginagamot sa ganitong paraan ay isang random na kinalalagyan na micropyramids, na makikita mula sa gilid kung saan, ang liwanag ay bumabagsak sa mga gilid na ibabaw ng iba pang mga protrusions. Ang pamamaraan ng pag-loosening ay binabawasan ang reflectivity ng materyal ng humigit-kumulang 25%. Ang proseso ng pag-aatsara ay gumagamit ng isang serye ng acidic at alkalinepagpoproseso, ngunit hindi katanggap-tanggap na lubos na bawasan ang kapal ng layer, dahil ang plate ay hindi makatiis sa sumusunod na pagproseso.

Mga semiconductor sa solar cell

Ang teknolohiya ng paggawa ng solar cell ay ipinapalagay na ang pangunahing konsepto ng solid electronics ay p-n-junction. Kung ang electronic conductivity ng n-type at ang hole conductivity ng p-type ay pinagsama sa isang plato, pagkatapos ay isang p-n junction ang nangyayari sa punto ng contact sa pagitan nila. Ang pangunahing pisikal na pag-aari ng kahulugan na ito ay ang kakayahang magsilbi bilang isang hadlang at magpasa ng kuryente sa isang direksyon. Ang epektong ito ang nagbibigay-daan sa iyong itatag ang buong operasyon ng mga solar cell.

Bilang resulta ng phosphorus diffusion, nabuo ang isang n-type na layer sa mga dulo ng plate, na nakabatay sa ibabaw ng elemento sa lalim na 0.5 microns lamang. Ang paggawa ng isang solar na baterya ay nagbibigay para sa isang mababaw na pagtagos ng mga carrier ng kabaligtaran na mga palatandaan, na lumitaw sa ilalim ng pagkilos ng liwanag. Ang kanilang landas patungo sa zone ng impluwensya ng p-n-junction ay dapat na maikli, kung hindi, maaari nilang patayin ang isa't isa kapag nagkita sila, nang hindi nagkakaroon ng anumang dami ng kuryente.

Paggamit ng plasma-chemical etching

Ang disenyo ng solar battery ay may front surface na may naka-install na grating para sa kasalukuyang capture at likod na bahagi, na isang solidong contact. Sa panahon ng diffusion phenomenon, nangyayari ang electrical short sa pagitan ng dalawang eroplano at ipinapadala hanggang sa dulo.

Upang alisin ang short circuit, ginagamit ang kagamitansolar na baterya, na nagpapahintulot sa iyo na gawin ito sa tulong ng plasma-kemikal, kemikal na pag-ukit o mekanikal, laser. Ang paraan ng plasma-kemikal na impluwensya ay kadalasang ginagamit. Ang pag-ukit ay isinasagawa nang sabay-sabay para sa isang stack ng mga silicon na wafer na pinagsama-sama. Ang kinalabasan ng proseso ay depende sa tagal ng paggamot, ang komposisyon ng ahente, ang laki ng mga parisukat ng materyal, ang direksyon ng mga jet ng daloy ng ion at iba pang mga salik.

Paglalapat ng anti-reflective coating

Sa pamamagitan ng paglalagay ng texture sa ibabaw ng isang elemento, nababawasan ang reflection sa 11%. Nangangahulugan ito na ang ikasampu ng mga sinag ay nakikita lamang mula sa ibabaw at hindi nakikibahagi sa pagbuo ng kuryente. Upang mabawasan ang mga pagkalugi, ang isang patong na may malalim na pagtagos ng mga pulso ng ilaw ay inilalapat sa harap na bahagi ng elemento, na hindi sumasalamin sa kanila pabalik. Ang mga siyentipiko, na isinasaalang-alang ang mga batas ng optika, ay tinutukoy ang komposisyon at kapal ng layer, kaya ang paggawa at pag-install ng mga solar panel na may tulad na patong ay binabawasan ang pagmuni-muni nang hanggang 2%.

Contact plating sa harap na bahagi

Ang ibabaw ng elemento ay idinisenyo upang sumipsip ng pinakamaraming dami ng radiation, ito ang kinakailangan na tumutukoy sa mga dimensyon at teknikal na katangian ng inilapat na metal mesh. Sa pamamagitan ng pagpili ng disenyo ng front side, malulutas ng mga inhinyero ang dalawang magkasalungat na problema. Ang pagbaba sa optical losses ay nangyayari sa mas manipis na mga linya at ang kanilang lokasyon sa isang malaking distansya mula sa isa't isa. Ang paggawa ng solar na baterya na may mas mataas na laki ng grid ay humahantong sa katotohanan na ang ilan sa mga singil ay walang oras upang makipag-ugnayan at nawawala.

Samakatuwid, na-standardize ng mga siyentipiko ang halaga ng distansya at kapal ng linya para sa bawat metal. Masyadong manipis na mga piraso ay nagbukas ng espasyo sa ibabaw ng elemento upang sumipsip ng mga sinag, ngunit huwag magsagawa ng malakas na agos. Ang mga modernong paraan ng paglalapat ng metallization ay binubuo ng screen printing. Bilang isang materyal, ang paste na naglalaman ng pilak ay pinaka pinatutunayan ang sarili nito. Dahil sa paggamit nito, ang kahusayan ng elemento ay tumaas ng 15-17%.

Metallization sa likod ng device

Pagdeposito ng metal sa likod ng device ay nangyayari sa dalawang paraan, na ang bawat isa ay gumaganap ng sarili nitong gawain. Ang isang tuluy-tuloy na manipis na layer sa buong ibabaw, maliban sa mga indibidwal na butas, ay sinabugan ng aluminyo, at ang mga butas ay puno ng paste na naglalaman ng pilak, na gumaganap ng isang papel sa pakikipag-ugnay. Ang solid na layer ng aluminyo ay nagsisilbing isang uri ng salamin na aparato sa likod na bahagi para sa mga libreng singil na maaaring mawala sa nakalawit na kristal na mga bono ng sala-sala. Sa gayong patong, ang mga solar panel ay gumagana ng 2% na higit pa sa kapangyarihan. Sinasabi ng mga review ng customer na ang mga naturang elemento ay mas matibay at hindi masyadong apektado ng maulap na panahon.

Paggawa ng mga solar panel gamit ang sarili mong mga kamay

Mga pinagmumulan ng kuryente mula sa araw, hindi lahat ay maaaring mag-order at mag-install sa bahay, dahil ang kanilang gastos ngayon ay medyo mataas. Samakatuwid, maraming craftsmen at craftsmen ang pinagkadalubhasaan ang paggawa ng mga solar panel sa bahay.

Maaari kang bumili ng mga set ng photocells para sa self-assembly sa Internet sa iba't ibang site. Ang kanilang gastosdepende sa bilang ng mga plate na ginamit at kapangyarihan. Halimbawa, ang mga low power kit, mula 63 hanggang 76 W na may 36 na plato, ay nagkakahalaga ng 2350-2560 rubles. ayon sa pagkakabanggit. Ang mga item sa trabaho na tinanggihan mula sa mga linya ng produksyon para sa anumang kadahilanan ay binili din dito.

Kapag pumipili ng uri ng photovoltaic converter, isaalang-alang ang katotohanan na ang mga polycrystalline cell ay mas lumalaban sa maulap na panahon at gumagana nang mas mahusay kaysa sa mga monocrystalline, ngunit may mas maikling buhay ng serbisyo. Ang mga monocrystalline ay mas mahusay sa maaraw na panahon at mas magtatagal.

Upang ayusin ang paggawa ng mga solar panel sa bahay, kailangan mong kalkulahin ang kabuuang pagkarga ng lahat ng device na papaganahin ng converter sa hinaharap, at matukoy ang kapangyarihan ng device. Mula dito ay sumusunod sa bilang ng mga photocell, habang isinasaalang-alang ang anggulo ng pagkahilig ng panel. Ang ilang manggagawa ay nagbibigay ng posibilidad na baguhin ang posisyon ng accumulation plane depende sa taas ng solstice, at sa taglamig - sa kapal ng snow na bumagsak.

Iba't ibang materyales ang ginagamit para gawin ang case. Kadalasan ay naglalagay sila ng mga aluminyo o hindi kinakalawang na sulok, gumamit ng playwud, chipboard, atbp. Ang transparent na bahagi ay gawa sa organic o ordinaryong salamin. Sa pagbebenta mayroong mga photocell na may mga naka-soldered na conductor, mas mainam na bumili ng mga ganoon, dahil ang gawain ng pagpupulong ay pinasimple. Ang mga plato ay hindi nakasalansan nang isa sa ibabaw ng isa - ang mga mas mababa ay maaaring magbigay ng mga microcrack. Ang solder at flux ay paunang inilapat. Ito ay mas maginhawa upang maghinang ng mga elemento sa pamamagitan ng paglalagay ng mga ito kaagad sa nagtatrabaho bahagi. Sa dulo, ang mga extreme plate ay hinangin sa mga gulong (mas malawak na conductor), pagkatapos ay ang "minus" at "plus" ay output.

Pagkatapos ng gawain, ang panel ay sinubukan at selyado. Ang mga dayuhang manggagawa ay gumagamit ng mga compound para dito, ngunit para sa aming mga manggagawa ay medyo mahal ang mga ito. Ang mga gawang bahay na transduser ay tinatakan ng silicone, at ang likod na bahagi ay pinahiran ng acrylic-based na varnish.

Sa konklusyon, dapat sabihin na ang mga pagsusuri ng mga master na gumawa ng mga solar panel gamit ang kanilang sariling mga kamay ay palaging positibo. Kapag gumastos na ng pera sa paggawa at pag-install ng converter, mabilis na binabayaran ng pamilya ang mga ito at nagsimulang makatipid gamit ang libreng enerhiya.