Produzione di batterie solari: tecnologia e attrezzature

L'umanità sta cercando di passare a fonti alternative di approvvigionamento elettrico, che contribuirà a preservare la pulizia dell'ambiente e ridurre i costi di generazione di energia. La produzione di una batteria solare è un metodo industriale moderno. Il sistema di alimentazione include ricevitori di luce solare, batterie, dispositivi di controllo, inverter e altri dispositivi progettati per determinate funzioni.

La batteria solare è l'elemento principale da cui inizia l'accumulazione e la trasformazione dell'energia dei raggi. Nel mondo moderno per il consumatore quando si sceglie un pannello ci sono molte insidie, in quanto l'industria offre un gran numero di prodotti, uniti sotto un nome.

Celle solari del silicio

Questi prodotti sono popolari con i consumatori moderni. La base della loro fabbricazione è il silicio. Le sue riserve nelle viscere sono diffuse, l'estrazione è relativamente poco costosa. Gli elementi del silicio si distinguono favorevolmente dal livello delle prestazioni delle altre batterie di luce solare.

Tipi di elementi

La produzione di celle solari dal silicio è dei seguenti tipi:

• Cristallo singolo;
• policristallino;
• amorfo.

Le suddette forme di dispositivi differiscono in quanto gli atomi di silicio sono disposti nel cristallo. La differenza principale tra gli elementi è un indicatore diverso dell'efficienza della conversione dell'energia luminosa che nelle prime due specie è approssimativamente ad un livello e supera i valori di strumenti realizzati in silicio amorfo.

L'industria odierna offre diversi modelli di collettori solari di luce. La differenza è nell'uso di apparecchiature per la produzione di celle solari. La tecnologia di produzione e una varietà di materiali iniziali svolgono un ruolo.

Tipo monocristallino

Questi elementi sono costituiti da celle di silicone, fissate insieme. Con il metodo dello scienziato Czochralski viene prodotto un silicio assolutamente puro, da cui vengono realizzati singoli cristalli. Il prossimo procedimento è quello di tagliare il semilavorato congelato e solidificato in lastre di spessore da 250 a 300 μm. I strati sottili sono saturi con una griglia metallica di elettrodi. Nonostante l'elevato costo di produzione, tali elementi sono usati abbastanza ampiamente a causa dell'alto tasso di conversione (17-22%).

Produzione di elementi policristallini

La tecnologia di produzione di batterie solari da policristalli consiste nel fatto che la massa di silicio fuso viene gradualmente raffreddata. La produzione non richiede attrezzature costose, quindi il costo della produzione di silicio è ridotto. I dispositivi di storage solari policristallini hanno un coefficiente di efficienza inferiore (11-18%), a differenza di quelli monocristallini. Ciò è dovuto al fatto che durante il raffreddamento, la massa del silicio è satura con le più piccole bolle granulari, che porta ad una ulteriore refrazione dei raggi.

Elementi di silicio amorfo

I prodotti appartengono ad un tipo speciale, dal momento che la loro appartenenza al tipo di silicio viene dal nome del materiale utilizzato e la produzione di batterie solari viene eseguita utilizzando la tecnologia dei dispositivi cinematografici. Il cristallo nel processo produttivo dà modo ad idrogeno di silicio o un silicone, il cui sottile strato copre il substrato. Le batterie hanno il valore di efficienza più basso, fino al 6%. Gli elementi, malgrado un grave inconveniente, presentano innumerevoli vantaggi innegabili che danno loro il diritto di stare in linea con i suddetti tipi:

• L'assorbimento dell'ottica è di due o dieci volte superiore a quello degli anelli monocristallini e policristallini;
• Ha uno spessore minimo di strato di soli 1 μm;
• Il tempo nuvoloso non influisce sul lavoro della conversione della luce, a differenza di altre specie;
• A causa dell'alto indice di resistenza alla flessione senza problemi, viene utilizzato in luoghi difficili.

Tre dei suddetti tipi di convertitori solari sono completati da prodotti ibridi di materiali con doppia proprietà. Tali caratteristiche vengono realizzate se micronutrienti o nanoparticelle sono inclusi nel silicio amorfo. Il materiale ottenuto è simile al silicio policristallino, ma si differenzia favorevolmente da esso con nuovi parametri tecnici.

Materie prime per la produzione di celle solari a pellicola di CdTe

La scelta del materiale è dettata dalla necessità di ridurre i costi di produzione e di aumentare le caratteristiche tecniche del lavoro. Il telluride di cadmio che assorbe leggermente la luce. Negli anni '70 del secolo scorso il CdTe è stato considerato il principale contendente per l'uso dello spazio, nell'industria moderna ha trovato un'ampia applicazione nell'energia della luce solare.

Questo materiale è classificato come un veleno cumulativo, quindi il dibattito sulla sua nocività non diminuisce. Le ricerche degli scienziati hanno dimostrato che il livello della sostanza nociva che arriva in atmosfera è ammissibile e non danneggia l'ecologia. Il livello di efficienza è solo dell'11%, ma il costo dell'elettricità convertita da tali elementi è inferiore del 20-30% rispetto ai dispositivi del tipo di silicio.

Raccoglitori a fascio in selenio, rame e indio

I semiconduttori nel dispositivo sono rame, selenio e indio, a volte è possibile sostituire quest'ultimo con il gallio. Ciò è dovuto all'alta richiesta dell'India per i monitor a piatto. Pertanto, viene scelta questa opzione di sostituzione, poiché i materiali hanno proprietà simili. Ma per il coefficiente di efficienza, la sostituzione svolge un ruolo essenziale, la produzione di una batteria solare senza gallio aumenta l'efficienza del dispositivo del 14%.

Collettori solari a base di polimeri

Questi elementi sono definiti tecnologie giovani, dal momento che sono state recentemente presentate sul mercato. Semiconduttori da organici assorbono la luce per trasformarlo in energia elettrica. Per la produzione vengono utilizzati fullereni del gruppo carbonio, polifenilene, ftaloscianina di rame ecc. Di conseguenza vengono ottenuti film sottili (100 nm) e flessibili che danno un fattore di efficienza del 5-7% in funzione. Il valore è piccolo, ma la produzione di celle solari flessibili ha diversi punti positivi:

• Per la produzione di grandi quantità di denaro non vengono spesi;
• La possibilità di installare batterie flessibili in curve dove l'elasticità è di primaria importanza;
• Facilità comparativa e disponibilità dell'installazione;
• Le batterie flessibili non hanno un effetto nocivo sull'ambiente.

Incisione chimica nel processo produttivo

Il più costoso in una batteria solare è un wafer di silicio monocristallino o monocristallino. Per massimizzare l' uso razionale delle figure di taglio del silicone psevdokvadratnye, la stessa forma consente di posare la piastra nel modulo futuro. Dopo il processo di taglio, gli strati microscopici della superficie danneggiata rimangono sulla superficie, che vengono rimossi mediante incisione e testurizzazione per migliorare la ricezione dei raggi incidenti.

La superficie trattata in questo modo è una micropiramide chaotically localizzata, riflettendo dalla faccia della quale, la luce entra nelle superfici laterali di altre proiezioni. La procedura per allentare la struttura riduce la riflessività del materiale di circa il 25%. Nel processo di incisione, viene utilizzata una serie di trattamenti acidi e alcalini, ma è inammissibile ridurre notevolmente lo spessore dello strato, in quanto la piastra non sopporta i seguenti trattamenti.

Semiconduttori in batterie solari

La tecnologia di produzione di batterie solari suggerisce che il concetto di base dell'elettronica solida è la giunzione pn. Se si combina la conducibilità elettronica del tipo n e la conducibilità del foro del tipo p in una sola piastra, si verifica una giunzione pn nel punto di contatto. La proprietà fisica principale di questa definizione è l'opportunità di servire come barriera e di trasmettere energia elettrica in una direzione. È questo effetto che ci permette di stabilire un lavoro pieno di celle solari.

Come risultato di effettuare la diffusione di fosforo, si forma uno strato di tipo n alle estremità della piastra, che si basa sulla superficie dell'elemento ad una profondità di soli 0,5 μm. La produzione di una batteria solare prevede una penetrazione poco profonda di portatori di segni opposti che sorgono sotto l'influenza della luce. La loro strada nella zona di influenza pn-junction dovrebbe essere breve, altrimenti si possono estinguere l'un l'altro in una riunione, senza generare alcuna quantità di energia elettrica.

Uso di etching chimico al plasma

Nella progettazione della batteria solare c'è una superficie frontale con una griglia installata per scattare la corrente e la parte posteriore è un contatto solido. Durante il fenomeno della diffusione, si verifica un guasto elettrico tra i due piani e viene trasmesso alla fine.

Per rimuovere il cortocircuito, viene utilizzato l'apparecchiatura per le celle solari, che consente di eseguire l'operazione con l'ausilio di incisione chimica, chimica o laser meccanica al plasma. Viene spesso utilizzato il metodo dell'esposizione plasmachemica. L'incisione avviene contemporaneamente per una pila di fogli di silicio accatastati. L'esito del processo dipende dalla durata del trattamento, dalla composizione dello strumento, dalla dimensione dei quadrati del materiale, dalla direzione dei getti di flusso ionico e da altri fattori.

Applicazione del rivestimento antiriflesso

Applicando una texture sulla superficie dell'elemento, la riflessione viene ridotta all'11%. Ciò significa che un decimo dei raggi riflette semplicemente sulla superficie e non partecipa alla formazione dell'elettricità. Per ridurre tali perdite, il lato anteriore dell'elemento è rivestito con una profonda penetrazione di impulsi luminosi che non li riflettono. Gli scienziati, tenendo conto delle leggi dell'ottica, determinano la composizione e lo spessore dello strato, quindi la produzione e l'installazione di celle solari con tale rivestimento riduce la riflessione al 2%.

Metallizzazione di contatto sul lato anteriore

La superficie dell'elemento è progettata per assorbire la maggior quantità di radiazione, è questo requisito che determina le caratteristiche dimensionali e tecniche della maglia metallica applicata. Scegliendo il design del lato anteriore, gli ingegneri risolvono due problemi opposti. La riduzione delle perdite ottiche avviene a linee più sottili e la loro posizione ad una distanza larga l'una dall'altra. La produzione di una batteria solare con quote di griglia aumentate porta al fatto che alcune delle cariche non possono raggiungere il contatto e sono perse.

Quindi, gli scienziati standardizzarono il valore della distanza e dello spessore della linea per ogni metallo. Le strisce troppo sottili aprono lo spazio sulla superficie dell'elemento per assorbire i raggi, ma non conducono una forte corrente. I metodi moderni di applicazione della metallizzazione consistono nella stampa dello schermo. Come materiale, la pasta contenente argento è la più giustificata. A causa della sua applicazione, l'efficienza dell'elemento aumenta del 15-17%.

Metallizzazione sul retro del dispositivo

L'applicazione del metallo sul retro del dispositivo avviene secondo due schemi, ciascuno dei quali svolge il suo lavoro. Uno strato sottile continuo su tutta la superficie, ad eccezione dei singoli fori, viene spruzzato con alluminio e i fori sono riempiti con una pasta contenente argento che svolge un ruolo di contatto. Lo strato di alluminio continuo funge da una specie di dispositivo a specchio sul retro per cariche libere, che possono essere persi nei legami cristallini di lattice cristallino. Con tale rivestimento, i pannelli solari vengono utilizzati per il 2% in più di potenza. La risposta al cliente dice che tali elementi sono più resistenti e non dipendono tanto dal tempo nuvoloso.

Fabbricazione di pannelli solari da mani proprie

Le fonti di energia dal sole non sono tutti in grado di ordinare e installare a casa, in quanto il loro costo oggi è abbastanza grande. Pertanto, molti maestri e artigiani dominano la produzione di pannelli solari a casa.

È possibile acquistare set di fotocellule per auto-assemblaggio su Internet in vari siti. Il loro costo dipende dal numero di piatti e dal potere utilizzato. Ad esempio, i set di piccole capacità, da 63 a 76 watt con 36 lastre, costano 2350-2560 rubli. rispettivamente. Anche qui, gli elementi di lavoro che sono stati respinti dalle linee di produzione per qualche motivo vengono acquisiti.

Quando si sceglie il tipo di convertitore fotoelettrico, si tiene conto del fatto che gli elementi policristallini sono più resistenti alle condizioni climatiche e lavorano con essa più efficiente di quelle monocristalline, ma hanno una vita più breve. I monocristalli hanno una maggiore efficienza nel tempo soleggiato e durano molto a lungo.

Per organizzare la produzione di celle solari a casa, è necessario calcolare il carico totale di tutti i dispositivi che saranno alimentati dal convertitore futuro e determinare la potenza del dispositivo. Quindi il numero di fotocellule, tenendo conto dell'angolo del pannello. Alcuni padroni offrono la possibilità di cambiare la posizione del piano di stoccaggio, a seconda dell'altezza del solstizio, e in inverno – sullo spessore della neve caduta.

Molti materiali sono usati per fare il caso. Più spesso mettere gli angoli di alluminio o inossidabili, utilizzare il compensato, la lastra di particelle, ecc. La parte trasparente è fatta di vetro organico o ordinario. Nella vendita ci sono fotocellule con conduttori saldati, tale acquisto è preferibile, in quanto il compito di montaggio è semplificato. Le piastre non pila uno sull'altro – i più bassi possono dare microcrack. Si applica preliminarmente il saldatore e il flusso. Per elementi di saldatura è più conveniente, collocandoli immediatamente sul lato lavorativo. Alla fine, le piastre esterne sono saldate alle barre del bus (conduttori più ampi), quindi vengono emessi un minus e un plus.

Dopo il lavoro svolto il pannello viene testato e sigillato. I maestri stranieri utilizzano composti per questo, ma sono abbastanza costosi per i nostri artigiani. I trasformatori casalinghi sono sigillati con silicone e il lato posteriore è rivestito con vernice a base acrilica.

In conclusione, si deve dire che le revisioni dei maestri che hanno fatto pannelli solari con le proprie mani sono sempre positivi. Una volta che hanno speso soldi sulla produzione e l'installazione del convertitore, la famiglia paga molto rapidamente per loro e inizia a risparmiare, usando l'energia libera.