Какви съставки са необходими за производството на слънчеви панели? Кой и как произвежда слънчеви панели? Кой ни доставя слънчеви панели?

Оригинал взет от слънчев_фронт c Производството на електроенергия от соларни модули изобщо не е „зелено“.

SF: Бърморенето за опасностите за околната среда или безопасността на производството на слънчеви панели на ниво „чух“ и „експерт ми каза“ беше достатъчно, така че с удоволствие прочетох това:

Снимка: Imaginechina/Corbis.
Контрол на качеството в китайско предприятие.

Производството на електроенергия от слънчеви модули не е толкова „зелено“, колкото много хора си мислят.

Слънчевите панели, блестящи на слънце, са икона за всички зелени хора. Но наистина ли генерирането на електричество с помощта на слънчеви панели е по-екологично? средаотколкото изгарянето на изкопаеми горива? Няколко инцидента замърсяване на околната средасвързани с производството на тези светещи „зелени“ символи. И се оказва, че времето, необходимо за компенсиране на енергия и парникови газовеКоличеството време, изразходвано и загубено за производство на панели, варира значително в зависимост от технологията и географията.

Това беше лоша новина. Добрата новина е, че индустрията може лесно да елиминира много от странични ефектикоито съществуват. Това е възможно отчасти, защото от 2008 г. фотоволтаичното производство се премести от Европа, Япония и Съединените щати в Китай, Малайзия, Филипините и Тайван. Днес почти половината от слънчевите модули в света се произвеждат в Китай. В резултат на това, въпреки че общият опит на индустрията е добър, тези страни, които произвеждат по-голямата част днес, обикновено са най-малко загрижени за опазването на околната среда и работниците в производството.

За да разберете точно какви са проблемите и как могат да бъдат разрешени, трябва да знаете нещо за това как се правят фотоволтаичните панели. Въпреки че слънчевата енергия може да бъде произведена чрез различни технологии, по-голямата част от слънчевите клетки днес започват с кварц, най-често срещаната форма на силициев диоксид (силициев диоксид), който се преработва в силиций. В този момент възниква първият проблем: кварцът се добива от мини, където миньорите са изложени на риск от развитие на белодробна силикоза.

Когато се обработва за първи път, кварцът се превръща в металургичен силиций, вещество, използвано предимно за закаляване на стомана и други метали. Това се случва в огромни фурни и изисква много енергия, за да ги поддържа горещи (подробности по-долу). За щастие на този етап емисиите, главно въглероден диоксид и серен диоксид, не могат да навредят на хората, работещи в такива инсталации или разположени в близост до инсталациите.

Следващата стъпка е да се преработи металургичният силиций в по-чист полисилиций. Процесът произвежда силициев тетрахлорид, силно токсично силициево съединение. Процесът на пречистване включва реакция на солна киселина с металургичен силиций за получаване на трихлорсилан. След това трихлорсиланът реагира с водород, за да произведе полисилиций заедно с течен силициев тетрахлорид - три или четири тона тетрахлорид за всеки тон полисилиций.

Повечето производители рециклират тези отпадъци, за да произведат повече полисилиций. Производството на силиций от силициев тетрахлорид изисква по-малко енергия, отколкото производството му от суров силициев диоксид, така че рециклирането на тези отпадъци помага да се спестят пари на производителите. Но такова оборудване може да струва десетки милиони долари. Така страничният продукт често просто се изхвърля. При взаимодействие с водата, а това е трудно да се предотврати, в околната среда се отделят солна киселина и вредни изпарения.

Когато фотоволтаичната индустрия беше по-малка, производителите на слънчеви клетки купуваха силиций от производителите на микроелектроника, които отхвърлиха силиция поради недостатъчна чистота. Но бумът на слънчевата енергия изисква повече силиций и голям бройсъоръжения за производство на полисилиций са построени в Китай. Малко страни по това време имаха строги разпоредби, изискващи съхранение и изхвърляне на силициев тетрахлорид, а Китай не беше изключение, откриха репортери на Washington Post.

Русия произвежда относително малко слънчеви панели, а делът на производството на енергия от слънцето в Русия също е малък. Производство на панели обаче има и може би трябва да очакваме увеличението му поради санкции.

Русия изнася своите продукти ( слънчеви панели) до Германия и Чехия.Това е малко странно, тъй като Русия също внася подобни продукти от страни: Германия, Китай, Тайван, Тайланд. Човек би си помислил, че по-голямата част от вноса е от Китай, но източникът твърди, че това не е така, по-голямата част от вноса е от Германия.

Нека изброим руските компании, произвеждащи слънчеви панели(тази информация е взета от различни източници, предприятията може да са преименувани или затворени):

1. Москва, Зеленоград: CJSC Telecom-STV.
2. Москва, Зеленоград: SolarInnTech LLC.
3. Краснодар: LLC "Слънчев вятър"
4. Москва:Московско предприятие OJSC Всеруски научноизследователски институт за електрификация на икономиката (JSC VIESKh).
5. Краснодар:АД "Сатурн"
6. Рязан:ООО "Солекс"
7. Рязан: OJSC Рязански завод за металокерамични изделия.
8. Москва:АЕЦ "Квант"

Производство на технически силиций:

1. Усолие-Сибирское, Иркутска област: Nitol Solar (компания Nitol), Siberian Silicon project (RUSAL и RosNano).
2. Новочебоксарск, Чувашия:Химпром.
3. Волгоград:Волгоград АД Химпром.
4. Абакан, Хакасия:Абакански завод за полупроводникови материали (AZPM).
5. Железногорск, Красноярски край: Завод за полупроводников силиций в Железногорск на базата на Федералното държавно унитарно предприятие "Минно-химически комбинат".
6. Ленинградска област:ПОЛИСИЛ, международен проектБалтийска Силиконова долина.

Нещо се е запазило в Украйна и Казахстан.

Производствени фирми

Слънчева батерия от фирма "Квант"

"Квант" (Москва). Тази компания произвежда слънчеви панели, включително и за космоса.

Тази компания произвежда слънчеви панели на базата на тристепенен аморфен силиций. Продуктите му могат да работят при температури от -40 до +75 градуса по Целзий.

Това е важен показател, тъй като с повишаването на температурата производителността на слънчевите панели намалява. Затова обикновено горна границаПовечето производители посочват 60 градуса.

"Квант" произвежда модели слънчеви батерии от серията: BSA (сгъваеми), EPS.

Мощност на батерията BSA: от около 642 W, при напрежение 3,4 V до 15,408 W, при напрежение 20,4 V. Напрежение празен ходмалко по-висока. Освен това, колкото по-мощен е панелът, толкова по-голям ток произвежда.

Мощност на EPS панелите: 50 и 100 W при напрежение 12,5 V. На базата на тези батерии са създадени различни устройства.

Ефективността на панелите на тази компания надхвърля деветнадесет процента. А при някои модели е постигната ефективност от двадесет и пет до тридесет процента.

Цената е около 90 рубли на ват.

"Слънчев вятър" (Краснодар). Компанията произвежда слънчеви клетки на базата на монокристален силиций.

Предлагат се модули с мощност от 5 до 160 вата, но можете да поръчате и модул за 200 вата. Ефективността на тези модели е ниска - от 12 до 20 процента, в зависимост от покритието. Произвеждат се и двустранни панели.

Напрежението на панелите за серията FEM (двустранно) е 12, 20 и 24 волта, но това не е за никаква мощност. Серията TSM (произведена в Зеленоград) произвежда напрежение от 17, 19 и 34 волта.

Слънчева батерия от Сатурн

Telecom-STV (Зеленоград). Фирмата произвежда слънчеви панели с мощност от 30 до 250 вата от серията TSM (напрежения: 16.6; 17; 19; 17.5; 30; 31; 34; 36; 38 волта). Ефективността им варира от 24 до 26 процента, което не е лошо. Те също могат да бъдат гъвкави и двустранни.

Слънчевите батерии от серията FSM могат да имат мощност от 300 вата. Максимално напрежениеза такива панели: 18; 19; 24; 30; 36; 37; 38 волта.

"Ryazan ZMKP" (Рязан). В сайта на компанията са представени два модула с коефициенти на полезно действие от 12 до 70% (относително ниски). Мощност от 200 до 240 вата за напрежение 28-29 волта. Вторият панел произвежда мощност от 105 до 145 вата и напрежение от 20 до 22 волта.

"Хевел" (Новочебоксарск). Фирмата се занимава както с производство на соларни панели, така и със строителство слънчеви електроцентрали. Мощността на произвежданите соларни панели е 120 вата, а изходното напрежение е 100 волта.

"Сатурн" (Краснодар). Компанията произвежда слънчеви панели, включително и за космоса. За геостационарна орбита се предлагат панели с ефективност 15,5 и 28%. Плътност на мощността 180 и 310 вата на квадратен метър(съответно).

"SolarInnTech" (Зеленоград). Тази компания произвежда соларни модули с марка Sunways за домове.

Панелите произвеждат мощност от 30 вата и напрежение от 18 волта. Цената е 2200 рубли. Работна температура от минус четиридесет до плюс осемдесет и пет градуса по Целзий.

Най-скъпият панел струва двадесет и три хиляди, произвежда мощност от сто деветдесет и пет вата и напрежение от 33 волта.

Коефициентът на представените панели, в зависимост от модела, е петнадесет и двадесет процента.

Преглед на батерии, произведени в Русия

В Русия се произвежда доста широка гама слънчеви панели. Те могат да имат различни цели, включително да бъдат произведени за космоса.

Модулите произвеждат доста широка гама от напрежения и мощности, което им позволява да се използват за захранване на много домакински уреди и лампи. Ако това не е достатъчно, тогава те могат да бъдат свързани паралелно и последователно, като по този начин се увеличи или мощността, или напрежението.

Структурно модулите могат да бъдат едностранни, двустранни, гъвкави, сгъваеми или тънкослойни.

Слънчевите батерии, произведени в Русия, имат относително ниска ефективност.По правило е под двадесет процента, но има компании, които произвеждат слънчеви панели и с повече висока ефективност. Трябва да се отбележи обаче, че в стационарна версияЕфективността не е толкова критичен параметър.

Ако вземем най-лошата ефективност от 12% и настоящата рекордна ефективност от 46%, тогава линейните размери на панелите ще се различават по-малко от два пъти. В индустриална версия, това, което може да се купи на същата цена, линейните размери ще се различават леко, ако ефективността на слънчевия панел е най-малко 17%.

Пазар на слънчева енергия

Според статистиката пазарът на слънчева енергия се развива много бързо. От 1990 г. производството на слънчеви клетки се е увеличило петстотин пъти за двадесет години. Според прогнозите за десет години, започвайки от 2008 г., производството на слънчеви клетки ще се увеличи два пъти и половина, а общата използвана мощност слънчева енергияще се увеличи пет пъти.

Най-мощните от тях и най-разпространените днес са водноелектрическите централи.В допълнение към описаните се разработват фундаментално различни методи за производство на възобновяема енергия: генериране на енергия с помощта на водорасли (на някои места светлина, а на други електричество или водород), използване на температурни разлики в солена вода (и евентуално соленост или в други случаи ) и така нататък.

Слънчеви панели на МКС

Слънчевите панели се използват в космически кораби. Трудно е да се получи енергия в космоса; там слънчевите панели са много търсени. На Земята слънчевите панели (и не само панели) се използват за създаване на електроцентрали. Всеки път стават все по-мощни.

Както беше посочено по-горе, има два подхода:преобразуване на слънчевата енергия директно в електричество и преобразуване на слънчевата енергия първо в топлина. Слънчевите панели са доста често срещан елемент в така наречените ЕКО къщи и просто къщи. Там те се поставят на покривите.

Също така в такива къщи те използват натрупването на топлина от слънцето. Достатъчно е да се каже, че ако температурата навън е около нула, тогава, благодарение само на слънцето, температурата в къщата може да бъде от осемнадесет до двадесет градуса по Целзий. И това ще става денонощно.

Напоследък те са широко разпространени осветителни тела, зареждани от слънцето (чрез соларни панели). Това стана възможно с преминаването към (електрически крушки). Такива инсталации се използват в градовете за осветяване на улици. Но такива устройства се използват и в ежедневието. Традиционно в ежедневието слънчевите клетки се използват за презареждане на калкулатори.

В допълнение, слънчевите панели могат да бъдат инсталирани на самолети, автомобили и яхти за генериране на електричество за двигателя или като допълнителна енергия.

Държавната политика също заслужава внимание. Не е известно как е сега, но през две хиляди и десета година в Украйна беше предложено да се въведат ползи за онези потребители на енергия, които използват слънчеви панели или други възобновяеми източници. Подобна политика се води и в други страни.

Водещите страни в производството на слънчева енергия са: Китай, САЩ, Франция, Италия, Германия, Япония.

В Русия делът на водноелектрическите централи в производството на енергия достига петнадесет процента. Но делът на други възобновяеми енергийни източници в производството му в Русия е по-малко от един процент.

Световни производители на слънчеви панели

През последното десетилетие Китай е лидер в производството на силиций и слънчеви клетки.Делът му обаче леко намалява, ако през две хиляди и седем той представляваше шестдесет и осем процента от световното производство, то през две хиляди и четиринадесет делът му падна до петдесет и осем процента.

Ако вземем предвид производството на слънчеви панели, следните страни следват Китай: Япония, Тайван, Германия.

Ето списък на фирмите, водещи в производството на силиций за соларни клетки:

1. Южна Корея: Dow Chemical Corporation (DCC).
2. САЩ:Глобус металург.
3. Бразилия: Cia Brasileira Carbureto de Cal-cio (CBCC), Camargo Correa Metais SA.
4. Германия: Eckart Gmbh and Co.
5. Испания: Sdad Espanola de Carburos Metalicos SA.
6. Норвегия: Elkem A/S силициев метален отдел.

Ако обърнете внимание на покривите на много частни къщи или малки компании, можете да видите слънчеви панели там. Повишаването на цените на енергията кара хората да търсят алтернативни източници. При тези условия търсенето на слънчеви панели нараства с всеки изминал ден.

Потенциални възможности

С нарастващата популярност на алтернативните енергийни източници е препоръчително своевременно да заемете ниша на пазара. За да направите това, първо трябва да закупите оборудване за производство на слънчеви панели. Може да се купи както в Европа, САЩ и ОНД, така и в Китай.

В зависимост от търсенето на тези продукти във вашия регион или на местата, където можете да доставяте произведените стоки, трябва да решите върху какво ще бъде насочено вашето производство. В момента на пазара можете да намерите панели, предназначени за различни приложения.

Това могат да бъдат леки преносими опции, които вземате със себе си на туристически пътувания, стационарни модули, подходящи за монтаж на покриви на сгради и жилищни сгради, или мощни панели, които се използват като малки електроцентрали.

Работни линии

Ако имате производствена база, можете да помислите за закупуване на оборудване за производство на слънчеви панели. Също така не забравяйте, че при направата им винаги трябва да имате достатъчно количество от необходимите консумативи.

Така списъкът с необходимото оборудване включва машини, които лазерно режат материала за панели на квадрати, сортират ги, ламинират ги, поставят ги в рамки и ги свързват. Освен това производството изисква машини, които смесват специално лепило, изрязват фолиото под панела и техните ръбове. Невъзможно е да се направи без маси, на които ще е необходимо да се регулират ъглите, да се вмъкнат проводници в панелите и да се оформят, както и колички, предназначени да ги движат и притискат.

Всяка машина за производство на соларни панели е незаменим компонент от линията за тяхното производство. Ето защо, преди да започнете да поръчвате материали за производство, изчислете общата цена на оборудването и анализирайте дали можете да си позволите такива разходи. Вярно е, че си струва да се има предвид, че ако има канали за продажба, те се изплащат доста бързо.

Производствен процес

Ако досега сте виждали слънчеви панели само на снимки и нямате представа как се създават, тогава е по-добре да намерите човек, който познава технологията за производство на слънчеви панели. Ако говорим за него в общи линии, тогава трябва да знаете, че той се състои от няколко етапа.

Производството започва с проверка и подготовка за работа на постъпилите в цеха материали. След рязане и сортиране на фотоволтаични преобразуватели (PVC), те се доставят до оборудване, където се извършва процесът на запояване на специални калайдисани медни шини към контактите на панела. Едва след това започва процесът на свързване на всички слънчеви клетки във вериги с необходимата дължина.

Следващата стъпка е да се създаде сандвич, който се състои от трансдюсери, събрани в матрица, стъкло, два слоя запечатващо фолио и задната страна на панела. Именно на този етап оборудването за производство на слънчеви панели формира електрическата схема на модула и веднага се определя работното му напрежение.

Сглобената конструкция се проверява и изпраща за ламиниране - запечатване, което се извършва под налягане при висока температура. Едва след това рамката се закрепва към готовия полуфабрикат и се монтира специална съединителна кутия.

Тестване на продукта

Почти невъзможно е да се намерят дефекти сред подобни продукти на пазара, тъй като след сглобяването всеки панел отива в специален цех за тестване.

Именно там те се проверяват за възможност за прекъсване на напрежението. След това те се сортират, опаковат и изпращат за продажба В магазините можете да намерите както малки преносими опции, така и слънчеви панели за дома.

Производството на тези видове практически не се различава.

Разбира се, само голям производител с големи производствени обеми и достатъчен брой служители може да си позволи стриктно да следва всички етапи. За новите малки производители е трудно да се конкурират с гигантите, тъй като еднократното създаване на големи партиди им позволява да намалят производствените разходи.

Използваната суровина е кварцов пясък с високо масово съдържание на силициев диоксид (SiO 2). Преминава през многостепенно пречистване, за да се освободи от кислорода. Получава се чрез високотемпературно топене и синтез с добавяне на химикали.

Отглеждане на кристали.

Пречистеният силиций е просто разпръснати парчета. За да се подреди структурата, кристалите се отглеждат по метода на Чохралски. Това се случва по следния начин: парчета силиций се поставят в тигел, където се нагряват и разтопяват. В стопилката се спуска семе - така да се каже, проба от бъдещия кристал. Атомите са подредени в ясна структура и растат върху семето слой по слой. Процесът на растеж е дълъг, но резултатът е голям, красив и най-важното хомогенен кристал.

Обработка.

Този етап започва с измерване, калибриране и обработка на монокристала в желаната форма. Факт е, че при напускане на тигела в напречно сечениеима кръгла форма, която не е много удобна за по-нататъшна работа. Поради това му се придава псевдоквадратна форма. След това обработеният монокристал със стоманени нишки в карбид-силициева суспензия или диамантено импрегнирана тел се нарязва на плочи с дебелина 250-300 микрона. Те се почистват, проверяват за дефекти и количеството генерирана енергия.

Създаване на фотоволтаична клетка.

За да позволи на силиция да произвежда енергия, към него се добавят бор (B) и фосфор (P). Благодарение на това фосфорният слой получава свободни електрони (страна от n-тип), страната на бора получава липсата на електрони, т.е. дупки (p-тип страна). Поради това се появява между фосфор и бор p-n преход. Когато светлината падне върху клетката, дупките и електроните ще бъдат избити от атомната решетка, появявайки се на територията електрическо поле, те се разпръскват по посока на своя заряд. Ако свържете външен проводник, те ще се опитат да компенсират дупките от другата част на плочата, ще се появи напрежение и ток. Именно за производството му се запояват проводници от двете страни на плочата.

Сглобяване на модули.

Плочите се свързват първо във вериги, след това в блокове. Обикновено една плоча има 2 W мощност и 0,6 V напрежение. Колкото повече клетки има, толкова по-мощна ще бъде батерията. Тяхната серийна връзкадава определено ниво на напрежение, паралелно увеличава силата на генерирания ток. За постигане на необходимите електрически параметри на целия модул се комбинират последователно и паралелно свързани елементи. След това клетките се покриват със защитен филм, прехвърлят се върху стъкло и се поставят в правоъгълна рамка, закрепена съединителна кутия. Готовият модул се подлага на последен тест - измерване на ток-напрежението. Всичко може да се използва!

Човечеството се стреми да премине към алтернативни източници на електрическо захранване, което ще помогне за поддържането на околната среда чиста и ще намали разходите за производство на енергия. Производството е модерен индустриален метод. включва приемници слънчева светлина, батерии, контролни устройства, инвертори и други устройства, предназначени за специфични функции.

Слънчевата батерия е основният елемент, от който започва натрупването на лъчи. IN модерен святИма много клопки за потребителя при избора на панел, тъй като индустрията предлага голям бройпродукти обединени под едно име.

Силициеви слънчеви клетки

Тези продукти са популярни сред съвременните потребители. Основата за тяхното производство е силиций. Запасите му в дълбините са широко разпространени, а производството е сравнително евтино. Силициевите клетки се сравняват благоприятно с нивото си на производителност в сравнение с други слънчеви батерии.

Видове елементи

Произвеждат се следните видове силиций:

• монокристален;
• поликристален;
• аморфен.

Горните форми на устройства се различават по това как силициевите атоми са подредени в кристала. Основната разлика между елементите е различният показател за преобразуване на светлинна енергия, който за първите два вида е приблизително на едно и също ниво и надвишава стойностите за устройствата от аморфен силиций.

Днешната индустрия предлага няколко модела слънчеви светлоуловители. Разликата между тях е какво оборудване се използва за производството на слънчеви панели. Технологията на производство и видът на изходния материал играят роля.

Монокристален тип

Тези елементи се състоят от силиконови клетки, свързани заедно. По метода на учения Чохралски се получава абсолютно чист силиций, от който се правят монокристали. Следващият процес е нарязване на замразения и втвърден полуфабрикат на плочи с дебелина от 250 до 300 микрона. Тънките слоеве са наситени с метална мрежа от електроди. Въпреки високата производствена цена, такива елементи се използват доста широко поради високия процент на преобразуване (17-22%).

Производство на поликристални елементи

Поликристалните слънчеви клетки се състоят от факта, че разтопената силициева маса постепенно се охлажда. Производството не изисква скъпо оборудване, следователно разходите за получаване на силиций са намалени. Поликристалните слънчеви акумулатори имат по-нисък коефициент на полезно действие (11-18%), за разлика от монокристалните. Това се обяснява с факта, че по време на процеса на охлаждане силиконовата маса се насища с малки гранулирани мехурчета, което води до допълнително пречупване на лъчите.

Аморфни силициеви елементи

Продуктите се класифицират като специален тип, тъй като принадлежността им към типа силиций идва от името на използвания материал, а производството на слънчеви клетки се извършва по технология на филмови устройства. По време на производствения процес кристалът отстъпва място на силициевия водород или силикона, тънък слой от който покрива субстрата. Батериите имат най-ниска стойност на ефективност, само до 6%. Елементите, въпреки значителните си недостатъци, имат редица неоспорими предимства, които им дават правото да стоят редом с горепосочените видове:

• стойността на поглъщане на оптиката е две дузини пъти по-висока от тази на монокристалните и поликристалните устройства за съхранение;
• има минимална дебелинаслой, само 1 микрон;
• облачно време не влияе върху работата на преобразуването на светлината, за разлика от други видове;
• Благодарение на високата си якост на огъване, може да се използва безпроблемно на трудни места.

Трите вида слънчеви преобразуватели, описани по-горе, се допълват от хибридни продукти, направени от материали с двойни свойства. Такива характеристики се постигат, ако в аморфния силиций се включат микроелементи или наночастици. Полученият материал е подобен на поликристален силиций, но се различава благоприятно от него по нови технически показатели.

Суровини за производство на филмови слънчеви клетки от CdTe

Изборът на материал е продиктуван от необходимостта от намаляване на производствените разходи и повишаване на техническите характеристики. Най-често използваният материал, поглъщащ светлина, е кадмиевият телурид. През 70-те години на миналия век CdTe се смяташе за основен претендент за използване в космоса; в съвременната индустрия той намери широко приложение в слънчевата енергия.

Този материал е класифициран като кумулативна отрова, така че дебатът за неговата вредност продължава. Изследванията на учените установиха факта, че нивото на вредни вещества, постъпващи в атмосферата, е приемливо и не уврежда околната среда. Нивото на ефективност е само 11%, но цената на преобразуваната електроенергия от такива елементи е с 20-30% по-ниска, отколкото от устройства от силициев тип.

Лъчеви акумулатори от селен, мед и индий

Полупроводниците в устройството са мед, селен и индий; понякога е възможно последният да бъде заменен с галий. Това се обяснява с голямото търсене на индий за производството на плоски монитори. Ето защо беше избрана тази опция за заместване, тъй като материалите имат сходни свойства. Но за показателя за ефективност замяната играе важна роля, производството на слънчева батерия без галий повишава ефективността на устройството с 14%.

Слънчеви колектори на полимерна основа

Тези елементи се класифицират като млади технологии, тъй като наскоро се появиха на пазара. Органичните полупроводници абсорбират светлина, за да я превърнат в електрическа енергия. За производството се използват фулерени от въглеродната група, полифенилен, меден фталоцианин и др. В резултат на това се получават тънки (100 nm) и гъвкави филми, които при работа дават коефициент на полезно действие 5-7%. Стойността е малка, но производството на гъвкави слънчеви панели има няколко положителни аспекта:

• големи количества пари не се изразходват за производство;
• възможност за инсталиране на гъвкави батерии в завои, където еластичността е от първостепенно значение;
• сравнителна лекота и достъпност на инсталацията;
• гъвкавите батерии не осигуряват вредни ефективърху околната среда.

Химическо ецване по време на производството

Най-скъпата слънчева клетка е мултикристална или монокристална силициева пластина. За максимална ефективност се изрязват псевдоквадратни форми; същата форма позволява плътно опаковане на плочите в бъдещия модул. След процеса на рязане върху повърхността остават микроскопични слоеве повредена повърхност, които се отстраняват чрез ецване и текстуриране, за да се подобри приемането на падащите лъчи.

Обработената по този начин повърхност е хаотично разположена микропирамида, отразяваща се от ръба на която светлината попада върху страничните повърхности на други издатини. Процедурата за разхлабване на текстурата намалява отразяващата способност на материала с приблизително 25%. По време на процеса на ецване се използват серия от киселинни и алкални обработки, но е неприемливо да се намали значително дебелината на слоя, тъй като плочата не може да издържи следните обработки.

Полупроводници в слънчеви клетки

Технологията за производство на слънчеви клетки предполага, че основната концепция на електрониката в твърдо състояние е p-n преходът. Ако комбинирате n-тип електронна проводимост и p-тип проводимост на дупки в една плоча, тогава в точката на контакт се появява p-n преход. Основен физическа собственостС тази дефиниция става възможно да служи като бариера и да позволява на електричеството да преминава в една посока. Именно този ефект позволява правилната работа на слънчевите клетки.

В резултат на дифузия на фосфор в краищата на плочата се образува слой от n-тип, който се намира на повърхността на елемента на дълбочина само 0,5 микрона. Производството на слънчева батерия включва плитко проникване на носители с противоположни знаци, които възникват под въздействието на светлина. Техният път до зоната на влияние на pn прехода трябва да е кратък, в противен случай те могат да се компенсират взаимно, когато се срещнат, без да генерират никакво количество електричество.

Използване на плазмено-химично ецване

Конструкцията на слънчевата батерия включва предна повърхност с монтирана решетка за събиране на ток и задна страна, която е непрекъснат контакт. По време на явлението дифузия възниква електрическо късо съединение между две равнини и се предава до края.

За премахване на късото съединение се използва оборудване за слънчеви панели, което позволява това да се извърши чрез плазмохимично, химично ецване или механично, лазерно. Често се използва методът на плазмено-химично излагане. Гравирането се извършва едновременно върху купчина силиконови пластини, подредени една върху друга. Резултатът от процеса зависи от продължителността на обработката, състава на продукта, размера на квадратите на материала, посоката на струите на йонния поток и други фактори.

Нанасяне на антирефлексно покритие

Чрез прилагане на текстура върху повърхността на елемента, отражението се намалява до 11%. Това означава, че една десета от лъчите просто се отразяват от повърхността и не участват в образуването на електричество. За да се намалят тези загуби, върху лицевата страна на елемента е нанесено покритие с дълбоко проникване на светлинни импулси, което не ги отразява обратно. Учените, като вземат предвид законите на оптиката, определят състава и дебелината на слоя, така че производството и инсталирането на слънчеви панели с такова покритие намалява отражението до 2%.

Контактна метализация от лицевата страна

Повърхността на елемента е проектирана да абсорбира най-голямото числорадиация, именно това изискване определя размерите и технически спецификациинанесена метална мрежа. Избор на дизайн лицева страна, инженерите решават два противоположни проблема. Намаляването на оптичните загуби става при повече фини линиии тяхното разположение на голямо разстояние един от друг. Производството на слънчева батерия с увеличени размери на решетката води до факта, че някои от зарядите нямат време да достигнат контакт и се губят.

Затова учените са стандартизирали стойността на разстоянието и дебелината на линията за всеки метал. Лентите, които са твърде тънки, отварят пространство на повърхността на елемента, за да абсорбират лъчите, но не провеждат силен ток. Съвременни методиПриложенията за метализиране се състоят от ситопечат. Като материал сребросъдържащата паста е най-оправдана. Поради използването му, ефективността на елемента се увеличава с 15-17%.

Метализация на гърба на устройството

Металът се нанася върху гърба на устройството по две схеми, всяка от които изпълнява своя собствена работа. Алуминият се напръсква в непрекъснат тънък слой по цялата повърхност, с изключение на отделните отвори, като отворите се запълват със сребросъдържаща паста, която играе контактна роля. Твърдият алуминиев слой служи като вид огледално устройство на задната страна за свободни заряди, които могат да се изгубят в счупени връзки на кристална решетка. С това покритие соларните панели работят с 2% по-мощно. Отзивите на потребителите казват, че такива елементи са по-издръжливи и не са толкова зависими от облачно време.

Изработка на слънчеви панели със собствените си ръце

Не всеки може да поръча и инсталира слънчеви източници на енергия у дома, тъй като цената им днес е доста висока. Ето защо много занаятчии и занаятчии овладяват производството на слънчеви панели у дома.

Закупуване на комплекти фотоклетки за самосглобяванемогат да бъдат намерени в интернет на различни сайтове. Цената им зависи от броя на използваните плочи и мощността. Например, комплекти с ниска мощност от 63 до 76 W с 36 плочи струват 2350-2560 рубли. съответно. Тук те също купуват работни елементи, отхвърлени от производствените линии по някаква причина.

Когато избирате типа фотоелектрически преобразувател, вземете предвид факта, че поликристалните елементи са по-устойчиви на облачно време и работят по-ефективно при облачно време от монокристалните, но имат по-кратък експлоатационен живот. Монокристалните имат по-висока ефективност при слънчево време и ще издържат много по-дълго.

За да организирате производството на слънчеви панели у дома, трябва да изчислите общото натоварване на всички устройства, които ще бъдат захранвани от бъдещия преобразувател, и да определите мощността на устройството. Това определя броя на фотоклетките, като същевременно се взема предвид ъгълът на наклона на панела. Някои занаятчии предвиждат възможност за промяна на позицията на равнината на натрупване в зависимост от височината на слънцестоенето, а през зимата - от дебелината на падналия сняг.

За производството на тялото те използват различни материали. Най-често се монтират ъгли от алуминий или неръждаема стомана, използва се шперплат, ПДЧ и др. Прозрачната част е от органично или обикновено стъкло. В продажба има фотоклетки с вече запоени проводници; за предпочитане е да ги купувате, тъй като задачата за сглобяване е опростена. Плочите не се подреждат една върху друга - долните могат да образуват микропукнатини. Припоят и флюсът са предварително нанесени. По-удобно е да запоявате елементите, като ги поставите директно от работната страна. В края външните пластини се заваряват към шините (по-широки проводници), след което се извеждат „минус“ и „плюс“.

След приключване на работата панелът се тества и запечатва. Чуждестранните занаятчии използват съединения за това, но за нашите занаятчии те са доста скъпи. Самоделните конвертори са запечатани със силикон, а задната страна е покрита с лак на акрилна основа.

В заключение трябва да се каже, че прегледите на майсторите, които са направили това, винаги са положителни. След като похарчи пари за производството и инсталирането на преобразувател, семейството много бързо го плаща и започва да пести пари, използвайки безплатна енергия.