Jak są wytwarzane słoneczne elementy: Maszyny stojące za produkcją paneli słonecznych

Etap 1 – Od kryształu silikonu do wafera

Maszyna do wycinania waferów przecina kryształy silikonu za pomocą wielu drutów, a cieczka do mycia usuwa wszystkie niepotrzebne zanieczyszczenia. W rezultacie powstają waferzy o grubości od 150 do 200 mikrometrów. Ciemniejsze waferzy umożliwiają wyprodukowanie większej liczby elementów na jednym krysztale, co zmniejsza koszt produkcji na jednostkę mocy, ale jednocześnie sprawiają, że elementy łatwiej się uszkodzą w dalszych etapach produkcji. Jeśli cena oferowana przez dostawcę wydaje się zbyt niska, grubość wafera jest jednym z pierwszych parametrów, na których dokonuje się oszczędzeń.

Etap 2 – Czyszczenie

Chemiczne i ultradźwiękowe czyszczenie w serii zbiorników usuwa resztki ścieku, ropy i mączki, a następnie systemy suszenia sprawiają, że płyta staje się sucha. Ten etap może nie wyglądać imponująco, ale to właśnie on decyduje o tym, czy kolejne warstwy będą dobrze przyczepione do płyty.

Etap 3 – Diffuzja: tworzenie połączenia P-N

Piec do difuzji wводит атомy zanieczyszczeń do płyty przy wysokiej temperaturze. Dzięki temu dodatkom płyta z silikonu przekształca się w diodę z połączeniem P-N, a w tym połączeniu rozpoczyna się proces przemiany światła w prąd. Jeśli profil tego połączenia zostanie niewłaściwie ustawiony, żaden następny etap nie będzie w stanie naprawić błędu.

Etap 4 – Etching

Urządzenie do etchingu usuwa niepotrzebne materiały z powierzchni płyty, aby mogło uformować się wymagane wzory elektrod. Ponadto izoluje krawędzie diody, co zapobiega przepływowi prądu przez jej boki. Na tym etapie nanoszony jest również antyrefleksyjny pokładzik; sam pokładzik jest nakładany w następnym etapie, w stacji PECVD.

Etap 5 – Pokładki: klucz do efektywności diody

Nanoszenie odpowiednich pokładków ma kluczowe znaczenie dla efektywności diody.

Metoda PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) generuje plazmę za pomocą rozładowania na falach radiowych i nanosi na płytkę warstwy z nitruku krzemu oraz tlenku krzemu. Te warstwy pełnią dwa zadania: pasyfikują powierzchnię, co zmniejsza ilość reakcji elektronowych, oraz zmniejszają odblask światła, dzięki czemu większa ilość światła przenika do elementu elektronicznego. Ze wszystkich etapów w procesie produkcji to właśnie ten etap ma najbardziej bezpośredni wpływ na efektywność urządzenia, podaną w specyfikacji technicznej.

Etap 6 – Metalizacja: sputtering i druk na ekranie

Metoda sputteringu wykorzystuje pola magnetyczne i elektryczne do równomiernego nanoszenia warstw aluminium i srebra. Następnie maszyna do druku na ekranie nanosi pasty z srebra i aluminium według wcześniej przygotowanych wzorów, tworząc elektrody frontowe oraz elementy odpowiadające za generowanie pola elektrycznego na powierzchni urządzenia. Precyzja umieszczenia tych elementów decyduje o wartości odporności połączenia elektrycznego („seriowego oporu”), która wpływa na to, jak ciepło jest odczuwane przez użytkownika w gorące popołudnie.

Etap 7 – Testy i sortowanie

Proces produkcji jest zakończony trzema procedurami testowymi i sortującymi.

Tester do badania żywotności elementów w układzie z mniejszością komponentów mierzy czas, przez który te elementy są w stanie funkcjonować w strukturze płyty krzemiennej. Ten wynik odzwierca zarówno jakość krzemienia, jak i skuteczność procesu difuzji. Tester z czteroma sondami pomaga pomierzyć opór elektryczny, co umożliwia monitorowanie stężenia i równomierności dopowania cząsteczek w strukturze płyty. Urządzenie do sortowania elementów grupuje je według efektywności przetwarzania energii, napięcia na otwartym obwodzie oraz prądu krótkiego złącza.

To ostatnie urządzenie ma największe znaczenie dla kupca – elementy sortowane według podobnych parametrów tworzą moduły o niskich wartościach strat energii, a właśnie niskie wartości tych strat gwarantują dłuższy czas działania baterii (do osiemnastego miesiąca).

Użyteczne zasoby: woda i gaz

System zasilania czystą wodą zapewnia deionizowaną wodę potrzebną do czyszczenia i przygotowania roztworów, aby żadne zanieczyszczenia nie dostawały się do procesu produkcji. System zasilania gazem magazynuje, purifikuje i dostarcza azot, tlen, wodór oraz argon do stanowisk używanych w procesach difuzji, etykiowania i pokrywania powierzchni płyty krzemiennej. Przewodniki transportowe oraz ramiona robocze przemieszczają płyty pomiędzy poszczególnymi etapami produkcji, aby uniknąć kontaktu ludzi z procesem i zanieczyszczeń spowodowanych ich udziałem.

Czemu powinien zależeć kupiec lampy ulicznej?

Cena panelu odzwierca, z której sortowni pochodzą użyte komórki. Moduł zbudowany z komórek zlokalizowanych w jednej, ograniczonej grupie zapewnia przewidywalne wyniki działania; moduł zbudowany z komórek pochodzących z różnych sortowni może na początku wyglądać dobrze, ale po drugim zimowym sezonie sprawia rozczarowania. Jeśli cena oferty znacznie przekracza poziom rynkowy, to właśnie na etapie sortowania oszczędzono pieniądze, a różnica w cenie stanowi utratę autonomiczności produkcji.

Co na tej stronie nie jest opisane

Na tej stronie jest opisana tylko linia komórkowych źródeł energii. Nie są uwzględniane procesy laminowania modułów, montażu ram oraz testów, które przechodzą wszystkie gotowe moduły; ponadto na tej stronie nie są porównywane różne technologie paneli słonecznych – informacje o tym znajdziesz tu. Aby zaprojektować układ paneli słonecznych dla konkretnego projektu, użyj naszego kalkulatora do wyboru rozmiaru paneli lub zacznij od naszej linii jednolitych lamp ulicznych na energię słoneczną, w której każdy egzemplarz jest wyposażony w komórki o określonym standardzie jakości, co można dokładnie udokumentować.