Bagaimana Sel Suria Dibuat: Mesin-Mesin di Sebalik Panel Solar

Tahap 1 – Dari Ingot ke Wafer

Mesin pemotongan berbilang wayar memotong ingot silikon dengan cepat, sementara cecair pengisar menghilangkan serpihan yang terbentuk. Proses ini menghasilkan wafer dengan ketebalan antara 150 hingga 200 mikrometer. Wafer yang lebih tipis membolehkan lebih banyak sel dihasilkan daripada satu ingot, sehingga mengurangkan kos per watt, namun ia lebih mudah rosak pada tahap-tahap seterusnya dalam proses pembuatan. Jika harga yang ditawarkan oleh pembekal kelihatan terlalu rendah, ketebalan wafer sering menjadi faktor pertama yang disiasat untuk menentukan keberkesanan penjimatan kos.

Tahap 2 – Pembersihan

Pembersihan menggunakan bahan kimia dan gelombang ultrasonik dalam siri tangki bertujuan untuk menghilangkan sisa-sisa cecair, minyak, dan bahan lain yang melekat pada wafer. Sistem pengeringan kemudian mengeringkan wafer tersebut. Proses ini mungkin kelihatan tidak menarik, tetapi ia sangat penting untuk menentukan sama ada lapisan film seterusnya dapat melekat dengan baik pada permukaan wafer.

Tahap 3 – Penyebaran (Diffusion): Membentuk Sambungan P-N

Dalam proses ini, furnace penyebaran memasukkan atom-atom impur ke dalam wafer pada suhu yang tinggi. Lapisan yang terbentuk akibat proses penyebaran inilah yang mengubah silikon menjadi dioda dengan sambungan P-N, dan di sinilah proses konversi tenaga cahaya menjadi tenaga elektrik bermula. Jika profil lapisan tersebut tidak betul, tidak ada langkah seterusnya yang dapat memperbaiki kualiti dioda tersebut.

Tahap 4 – Pengikisan (Etching)

Alat pengikis plasma menghilangkan bahan yang tidak diinginkan dari permukaan wafer, sehingga corak elektrod dapat terbentuk. Proses ini juga berfungsi untuk mengisolasi tepi-tepi dioda, yang bertujuan untuk mencegah arus elektrik daripada bocor keluar melalui tepi dioda. Pada tahap ini, lapisan anti-refleksi juga ditambahkan pada permukaan wafer; lapisan tersebut kemudian ditaburkan dalam stesen PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition).

Tahap 5 – Pelapisan (Coatings): Meningkatkan Kefektifan

Proses pelapisan ini bertujuan untuk meningkatkan kecekapan operasi dioda.

PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)

menghasilkan plasma melalui pelepasan gelombang radio-frekuensi, dan kemudian menyalurkan lapisan silikon nitrida serta silikon oksida ke atas wafer. Lapisan-lapisan tersebut mempunyai dua fungsi utama: pertama, ia mematikan aktiviti elektron di permukaan wafer sehingga proses rekombinasi elektron berkurangan; kedua, ia mengurangkan kadar pantulan cahaya, membolehkan lebih banyak cahaya masuk ke dalam sel solar. Dari semua proses dalam proses pengeluaran ini, PECVD adalah proses yang paling mempengaruhi secara langsung nilai kecekapan (efficiency) yang tercatat dalam laporan data (datasheet).

Tahap 6 – Metalisasi: Sputtering dan Screen Printing Proses sputtering menggunakan medan magnet dan elektrik untuk menyebarkan lapisan aluminium dan perak secara merata pada permukaan wafer. Kemudian, mesin screen printing akan menggunakan pasta perak dan aluminium yang konduktif untuk membentuk elektrod depan (front electrodes) serta lapisan medan permukaan belakang (back surface field) mengikut corak yang telah direka terlebih dahulu. Ketepatan penempatan bahan yang dicetak menentukan nilai rintangan siri (series resistance) sel solar, dan nilai rintangan siri inilah yang menyebabkan rasa panas pada panel solar pada waktu petang yang panas.

Tahap 7 – Ujian dan Pengasingan (Test and Sort) Tiga alat digunakan untuk menyelesaikan proses pengujian dan pengasingan produk yang telah dihasilkan.

• Alat ujian jangka hayat pembawa minoriti (Minority Carrier Lifetime Tester) mengukur berapa lama pembawa tersebut bertahan dalam wafer. Nombor yang diperolehi mencerminkan kualiti silikon serta keberkesanan proses difusi yang dilakukan.
• Alat ujian empat probe (Four-Probe Tester) mengukur nilai resistiviti dan resistansi permukaan wafer, yang seterusnya membantu menilai kepekatan dan kehomogenan bahan doping dalam wafer tersebut.
• Alat pengelompokan sel (Cell Sorting Instrument) mengklasifikasikan sel-sel berdasarkan kecekapan konversi, voltan terbuka (open-circuit voltage), dan arus singkat (short-circuit current).

Alat yang terakhir ini paling penting bagi pembeli. Sel-sel yang dikumpulkan berdasarkan prestasi yang serupa akan membentuk modul dengan kadar kehilangan tenaga yang rendah (low mismatch loss), dan kadar kehilangan tenaga yang rendah inilah yang memastikan jangka hayat bateri dapat dipertahankan selama 18 bulan.

Kemudahan Utiliti: Air dan Gas

Sistem air bersih menyediakan air yang telah diionisasi untuk kegunaan pembersihan dan penyediaan larutan, sehingga tidak ada bahan asing yang masuk ke dalam proses pengeluaran melalui paip. Sistem bekalan gas menyimpan, membersihkan, dan menghantar gas nitrogen, oksigen, hidrogen, dan argon ke stesen-stesen difusi, pengukiran, dan pelapisan. Belatan penghantar (conveyor belts) serta lengan robotik digunakan untuk memindahkan wafer antara pelbagai tahap proses, demi mengelakkan sentuhan manusia dan kotoran yang boleh mempengaruhi kualiti produk.

Mengapa pembeli lampu jalan perlu peduli

Harga panel menunjukkan dari mana sel-sel tersebut berasal. Modul yang dibina daripada sel-sel yang dikumpulkan dalam kumpulan yang teratur akan memberikan hasil yang boleh diramalkan; sebaliknya, modul yang dibina daripada sel-sel yang berasal dari pelbagai kumpulan mungkin kelihatan baik pada hari pertama penggunaan, tetapi akan mengecewakan pada musim sejuk yang kedua. Jika harga yang ditawarkan jauh di bawah julat pasaran, langkah pengasingan sel-sel (sorting) biasanya merupakan faktor utama yang menyebabkan penjimatan kos. Namun, perbezaan harga tersebut akan menyebabkan kehilangan autonomi dalam pengurusan proses pengeluaran.

Apa yang tidak dibincangkan dalam halaman ini

Halaman ini hanya membincangkan tentang barisan sel (cell line) sahaja. Ia tidak membincangkan proses pelapisan modul (module lamination), pemasangan kerangka (frame assembly), atau ujian kualiti (flash test) yang dilakukan pada setiap modul yang siap. Selain itu, halaman ini juga tidak membandingkan pelbagai teknologi panel suria – maklumat tersebut boleh didapati di sini (/learn-solar-panel). Untuk menentukan saiz panel suria yang sesuai untuk projek tertentu, gunakan kalkulator saiz panel suria kami, atau bermula dengan produk lampu jalan suria all-in-one kami, di mana setiap unit dilengkapi dengan spesifikasi kualiti sel yang boleh didokumentasikan.