Výrobný proces monokryštalických solárne panely zahŕňa sériu zložitých a sofistikovaných technológií a procesných kontrol, aby sa zabezpečilo, že každý panel bude mať konzistentnú kvalitu a vysokú účinnosť. Nasleduje podrobná odpoveď a úvod:
Kľúčové technológie a riadenie procesov vo výrobnom procese monokryštalických kremíkových panelov
Príprava vysoko čistých kremíkových materiálov
Prvým krokom pri výrobe monokryštalických kremíkových solárnych panelov je príprava vysoko čistých kremíkových materiálov. Čistota kremíka priamo ovplyvňuje účinnosť a výkon panelov. Kremíkové materiály sa zvyčajne pripravujú procesom čistenia metalurgického kremíka, ktorý zahŕňa:
Trichlórsilánová metóda (Siemensova metóda): Trichlórsilán (HCl) sa vyrába reakciou kremíka metalurgickej kvality s chlórom a potom sa destiluje a redukuje, aby sa nakoniec vytvoril vysoko čistý polykryštalický kremík.
Metóda zónového tavenia: Na ďalšie zlepšenie čistoty kremíka sa metóda zónového tavenia používa na čiastočné roztavenie kremíkového ingotu pri vysokej teplote a nečistoty sa postupne odstraňujú zónovým ohrevom.
Rast monokryštalických kremíkových ingotov
Po príprave vysoko čistého kremíkového materiálu je potrebné ho premeniť na ingoty monokryštalického kremíka. Medzi hlavné metódy patrí:
Czochralského (CZ) metóda: Polykryštalický kremík sa umiestni do kremenného téglika a zahreje sa do roztaveného stavu a potom sa do roztaveného kremíka ponorí zárodok monokryštálu a zárodočný kryštál sa pomaly otáča a ťahá nahor, aby postupne vyrástol monokryštálový kremík ingot.
Metóda plávajúcej zóny (FZ): Elektromagnetický indukčný ohrev sa používa na pestovanie monokryštálového kremíka bez téglika. Vysoko čistý monokryštálový kremík sa získava tavením a kryštalizáciou polykryštalických kremíkových tyčiniek po častiach pôsobením vysokofrekvenčnej indukčnej cievky.
Rezanie kremíkových ingotov a výroba kremíkových plátkov
Po dokončení rastu monokryštálového kremíkového ingotu je potrebné ho narezať na tenké plátky, aby sa vyrobili solárne články. Medzi kľúčové kroky patria:
Rezanie kremíkových ingotov: Pomocou technológie rezania diamantovou drôtovou pílou sa monokryštálový kremíkový ingot reže na tenké plátky. Rezanie diamantovou drôtovou pílou môže poskytnúť vysoko presné rezanie s nízkou stratou.
Leštenie a čistenie kremíkových plátkov: Rezané kremíkové pláty je potrebné vyleštiť a vyčistiť, aby sa odstránili stopy po reze a nečistoty na povrchu a zabezpečila sa hladkosť a rovinnosť povrchu kremíkového plátku.
Textúra a dopovanie kremíkových doštičiek
Aby sa zlepšila účinnosť fotoelektrickej konverzie, musia byť kremíkové doštičky textúrované a dopované:
Textúra: Na povrchu kremíkového plátku sa chemickým leptaním vytvorí drobná pyramídová štruktúra, aby sa zväčšila plocha povrchu a účinnosť absorpcie svetla.
Doping: Fosfor (typ n) alebo bór (typ p) a ďalšie prvky sú dopované na kremíkový plátok difúziou alebo implantáciou iónov, čím sa vytvorí PN prechod, ktorý je základom pre solárne články na výrobu elektriny.
Pasivácia povrchu a antireflexná vrstva
Aby sa znížila rekombinácia fotogenerovaných nosičov a zlepšila sa účinnosť fotoelektrickej konverzie, je potrebné povrch kremíkového plátku pasivovať a pridať antireflexný povlak:
Povrchová pasivácia: Vrstva oxidu kremičitého alebo nitridu kremíka sa nanáša na povrch kremíkového plátku chemickým nanášaním z plynnej fázy (CVD) alebo depozíciou atómovej vrstvy (ALD), aby sa znížili povrchové defekty a rekombinácia.
Antireflexný povlak: Vrstva antireflexného povlaku, ako je nitrid kremíka (SiNx), je nanesená na povrchu kremíkového plátku, aby sa znížil odraz svetla a zlepšila sa účinnosť absorpcie svetla.
Výroba elektród a montáž článkov
Na zber a prenos fotogenerovaného prúdu je potrebné na povrchu kremíkových plátkov vyrobiť elektródy:
Predná elektróda: Strieborná pasta je vytlačená na prednú stranu kremíkového plátku technológiou sieťotlače a dobrá ohmická kontaktná elektróda je vytvorená procesom spekania.
Zadná elektróda: Hliníková elektróda alebo strieborná elektróda sa vyrába na zadnej strane kremíkového plátku vákuovým naparovaním alebo sieťotlačou, aby sa zabezpečil účinný odber prúdu.
Testovanie a triedenie buniek
Vyrobené bunky musia prejsť prísnym testovaním a triedením, aby sa zabezpečil ich výkon a konzistencia:
Fotoelektrické testovanie: Testujte parametre, ako je napätie v otvorenom obvode (Voc), skratový prúd (Isc), faktor plnenia (FF) a účinnosť konverzie každého článku.
Triedenie: Podľa výsledkov testov sú články rozdelené do rôznych úrovní účinnosti, aby ich bolo možné pri montáži zladiť a zlepšiť tak celkový výkon komponentov.
Montáž a balenie komponentov
Po testovaní a triedení je potrebné články zložiť do modulov solárnych článkov:
Sériové a paralelné zapojenie: Články sú zapojené sériovo a paralelne podľa konštrukčných požiadaviek, aby vytvorili reťazec batérií.
Balenie: Použite fóliu EVA (etylén-vinylacetát) na sendvičový reťazec buniek medzi sklo a zadnú dosku s vysokou priepustnosťou svetla a použite laminátor na balenie lisovaním za tepla, aby ste vytvorili vodotesnú a prachotesnú bunkovú zostavu.
Kontrola kvality a továrenská kontrola
Nakoniec, vyrobené moduly solárnych článkov musia prejsť prísnou kontrolou kvality a výrobnou kontrolou:
Test mechanickej pevnosti: Otestujte odolnosť modulu proti vetru, tlaku a nárazu, aby ste zabezpečili jeho trvanlivosť v rôznych podmienkach prostredia.
Test elektrického výkonu: Otestujte výkon a účinnosť modulu simuláciou slnečného svetla, aby ste sa uistili, že spĺňa konštrukčné špecifikácie a normy.
Stručne povedané, výrobný proces monokryštalických kremíkových solárnych panelov zahŕňa celý rad kľúčových technológií a procesných kontrol, od prípravy vysoko čistých kremíkových materiálov cez rast monokryštalických kremíkových ingotov, rezanie, textúrovanie a dopovanie kremíkových plátkov až po výroba elektród, montáž článkov a konečná kontrola kvality. Každý krok vyžaduje prísnu kontrolu a presnú prevádzku, aby sa zabezpečila vysoká účinnosť a konzistencia konečného produktu. Prostredníctvom týchto technológií a procesných kontrol môžu monokryštalické kremíkové solárne panely zostať konkurencieschopné na trhu a poskytovať používateľom efektívne a spoľahlivé riešenia solárnej energie.
