Jak se vyrábějí solární články: Stroje, které stojí za výrobou solárních panelů

Fáze 1 – Z křemíkového ingotu na destičky

Výrobní stroj pomocí více drátů prořezává křemíkový ingot a přitom tekutina odstraňuje vzniklý odpad. Výsledkem je výroba destiček o tloušťce 150 až 200 mikrometrů. Tenčí destičky umožňují výrobu více článků z jednoho ingotu a tím nižší náklady na výrobu jednoho wattu, avšak jsou náchylnější k poškození v následujících výrobních krocích. Pokud se cena od dodavatele zdá příliš nízká, tloušťka destiček je jedním z prvních faktorů, ze kterých se šetří.

Fáze 2 – Čištění

Chemické a ultrazvukové čištění v řadě nádrží odstraňuje zbytky štěpovací směsi, ropy a tmelu; následně systémy sušení učiní desku zcela suchou. Tato část výrobního procesu možná nepůsobí příliš atraktivně, avšak právě ona rozhoduje o tom, zda se následující vrstvy správně přilepí na desku.

Fáze 3 – Diffuze: vytváření P-N spoje V peci s difúzním procesem jsou při vysoké teplotě do desky zaváděny atomy nečistot. Právě tento obohacený vrstvový útvar přeměňuje kus křemíku na diodu s P-N spojem, a právě v tomto spoji začíná proces fotoelektrické přeměny. Pokud je tento krok proveden nesprávně, žádný následující krok již nemůže napravit chyby v výrobě diody.

Fáze 4 – Čištění (Etching) Plynový etiční proces odstraňuje nežádoucí materiál z povrchu desky, aby mohl být vytvořen požadovaný vzor elektrod. Tento proces také izoluje okraje diody, což zabraňuje úniku proudu z jejích stran. Na této fázi je také nanášen antireflexní povlak; samotný povlak je následně aplikován v zařízení typu PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition).

Fáze 5 – Nanášení povlaků: zvyšování účinnosti diody Nanášení vhodných povlaků je klíčovým krokem pro zvýšení účinnosti diody.

Metoda PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) vytváří plazmu pomocí rádiových frekvencí a následně nanáší vrstvy oxidu křemíku a nitridu křemíku na destičku. Tyto vrstvy plní dvě funkce: pasivují povrch, čímž se snižuje množství rekombinací elektronů, a zároveň snižují odraz světla, takže více světla proniká do článku (součásti zařízení). Ze všech stupňů výrobního procesu je právě tento krok ten, který má největší přímý vliv na účinnost zařízení uvedenou v technických specifikacích.

Fáze 6 – Metalizace: sputtering a screen printing Metoda magnetronového sputteringu využívá magnetická a elektrická pole k rovnoměrnému nanášení vrstev hliníku a stříbra. Následně stroj na screen printing aplikuje vodivé pasty ze stříbra a hliníku podle předem navržených vzorů, čímž vznikají přední elektrody a zadní povrchové pole. Přesnost umístění těchto pastí určuje sériový odpor článku, a právě tento sériový odpor je to, co vnímáme jako teplo během horkého odpoledne (v důsledku průtoku elektrického proudu).

Fáze 7 – Testování a třídění Výrobní proces je dokončen třemi závěrečnými kroky:

Minority carrier lifetime tester měří dobu, po kterou „noseči“ (carriers) přežívají na polovodičové destičce. Toto číslo odráží jak kvalitu křemíku, tak i úspěšnost procesu difúze. Čtyřprůzkumný tester (four-probe tester) měří odpor a plošný odpor polovodičové destičky, což umožňuje sledovat koncentraci a rovnoměrnost dopování látek v celé destičce. Nástroj pro třídění článků baterií (cell sorting instrument) seskupuje články podle účinnosti přeměny energie, napětí v otevřeném obvodu a proudu při zkratu.

Posledně uvedený nástroj je pro kupujícího nejdůležitější – články seskupené podle podobných vlastností tvoří moduly s nízkými ztrátami výkonu, a právě tyto nízké ztráty zajišťují, že výdrž baterie vyhovuje požadavkům až po osmnáctém měsíci používání.

Základní provozní služby: voda a plyn Systém čisté vody zajišťuje dodávku deionizované vody určené k čištění a přípravě roztoků, takže žádné nečistoty nemohou proniknout do procesu prostřednictvím kohoutku. Systém dodávky plynu skladuje, čistí a distribuuje dusík, kyslík, vodík a argon do stanic určených k difúzi, leptání a nanášení povlaků. Přepravní pásy a robotické paže přemisťují polovodičové destičky mezi jednotlivými fázemi výrobního procesu, čímž se eliminuje lidský kontakt a možnost kontaminace.

Proč by si kupující pouliční lampu měl dávat pozor?

Cena panelu ukazuje, ze kterého sortovacího koše pocházejí jednotlivé články (baterie) tvořící panel. Modul sestavený z článků ze stejného sortovacího koše poskytuje předvídatelný výkon; modul sestavený z článků z různých sortovacích košů vypadá dobře hned od začátku, ale po první zimě selhává ve svém fungování. Pokud je cena nabídky výrazně nižší než tržní cena, obvykle právě na tomto sortovacím kroku byly ušetřeny náklady – rozdíl v ceně pak představuje ztrátu autonomie (tj. možností řízení výrobního procesu).

Co tato stránka nezahrnuje

Tato stránka se věnuje pouze článkovým řadám (cell lines), nikoli laminaci modulů, sestavování jejich rámů, ani testům, kterými každý dokončený modul prochází. Také neporovnává různé technologie výroby solárních panelů – to najdete zde (/learn-solar-panel). Pro výpočet potřebného počtu solárních panelů pro konkrétní projekt použijte náš kalkulačku na výpočet velikosti solárních panelů, nebo začněte s naší řadou kompletních solárních světel pro ulice; každý jednotlivý produkt z této řady je dodáván s informacemi o kvalitě použitých článků.