Výrobní proces monokrystalických solární panely zahrnuje řadu složitých a sofistikovaných technologií a procesních kontrol, které zajistí, že každý panel bude mít konzistentní kvalitu a vysokou účinnost. Následuje podrobná odpověď a úvod:
Klíčové technologie a řízení procesů ve výrobním procesu monokrystalických křemíkových panelů
Příprava vysoce čistých křemíkových materiálů
Prvním krokem při výrobě monokrystalických křemíkových solárních panelů je příprava vysoce čistých křemíkových materiálů. Čistota křemíku přímo ovlivňuje účinnost a výkon panelů. Křemíkové materiály se obvykle připravují procesem čištění metalurgického křemíku, který zahrnuje:
Trichlorsilanová metoda (Siemensova metoda): Trichlorsilan (HCl) se vyrábí reakcí metalurgického křemíku s chlorem a poté se destiluje a redukuje, aby se nakonec vytvořil vysoce čistý polykrystalický křemík.
Metoda zónového tavení: Pro další zlepšení čistoty křemíku se používá metoda zónového tavení k částečnému roztavení křemíkového ingotu při vysoké teplotě a nečistoty jsou postupně odstraňovány zónovým ohřevem.
Růst monokrystalických křemíkových ingotů
Po přípravě vysoce čistého křemíkového materiálu je třeba jej přeměnit na monokrystalické křemíkové ingoty. Mezi hlavní metody patří:
Czochralského (CZ) metoda: Polykrystalický křemík se umístí do křemenného kelímku a zahřeje se do roztaveného stavu a poté se do roztaveného křemíku ponoří zárodečné krystaly a zárodečný krystal se pomalu otáčí a vytahuje nahoru, aby postupně vyrostl jediný krystal křemíku ingot.
Metoda plovoucí zóny (FZ): Elektromagnetický indukční ohřev se používá k pěstování monokrystalu křemíku bez kelímku. Vysoce čistý monokrystalický křemík se získává tavením a krystalizací tyčinek polykrystalického křemíku po částech působením vysokofrekvenční indukční cívky.
Řezání křemíkových ingotů a výroba křemíkových plátků
Po dokončení růstu monokrystalického křemíkového ingotu je třeba jej nakrájet na tenké plátky, aby se vyrobily solární články. Mezi klíčové kroky patří:
Řezání křemíkových ingotů: Pomocí technologie řezání diamantovou drátovou pilou se monokrystalický křemíkový ingot řeže na tenké plátky. Řezání diamantovou drátovou pilou může poskytnout vysoce přesné řezné efekty s nízkou ztrátou.
Leštění a čištění křemíkových plátků: Řezané křemíkové pláty je třeba vyleštit a vyčistit, aby se odstranily řezné stopy a nečistoty na povrchu a zajistila se hladkost a rovinnost povrchu křemíkového plátku.
Texturování a dopování křemíkových plátků
Aby se zlepšila účinnost fotoelektrické konverze, je třeba křemíkové destičky texturovat a dotovat:
Texturování: Na povrchu křemíkového plátku se chemickým leptáním vytvoří drobná pyramidová struktura, aby se zvýšila plocha povrchu a účinnost absorpce světla.
Doping: Fosfor (typ n) nebo bor (typ p) a další prvky jsou na křemíkové destičce dopovány difúzí nebo implantací iontů za vzniku PN přechodu, který je základem pro solární články pro výrobu elektřiny.
Pasivace povrchu a antireflexní vrstva
Aby se snížila rekombinace fotogenerovaných nosičů a zlepšila se účinnost fotoelektrické konverze, je třeba povrch křemíkového plátku pasivovat a přidat antireflexní vrstvu:
Povrchová pasivace: Vrstva oxidu křemíku nebo nitridu křemíku je nanesena na povrch křemíkového plátku chemickou depozicí z plynné fáze (CVD) nebo depozicí atomární vrstvy (ALD), aby se snížily povrchové defekty a rekombinace.
Antireflexní vrstva: Na povrchu křemíkového plátku je nanesena vrstva antireflexního povlaku, jako je nitrid křemíku (SiNx), aby se snížil odraz světla a zlepšila se účinnost absorpce světla.
Výroba elektrod a montáž článků
Aby bylo možné sbírat a přenášet fotogenerovaný proud, je třeba na povrchu křemíkových plátků vyrobit elektrody:
Přední elektroda: Stříbrná pasta je natištěna na přední stranu křemíkového plátku technologií sítotisku a dobrá ohmická kontaktní elektroda je vytvořena slinováním.
Zadní elektroda: Hliníková elektroda nebo stříbrná elektroda je vyrobena na zadní straně křemíkového plátku vakuovým napařováním nebo sítotiskem, aby bylo zajištěno efektivní shromažďování proudu.
Testování a třídění buněk
Vyrobené buňky musí projít přísným testováním a tříděním, aby byla zajištěna jejich výkonnost a konzistence:
Fotoelektrické testování: Testovací parametry, jako je napětí naprázdno (Voc), zkratový proud (Isc), faktor plnění (FF) a účinnost konverze každého článku.
Třídění: Podle výsledků testů jsou články rozděleny do různých úrovní účinnosti, aby je bylo možné při montáži sladit a zlepšit tak celkový výkon komponent.
Montáž a balení komponentů
Po testování a třídění je třeba články sestavit do modulů solárních článků:
Sériové a paralelní zapojení: Články jsou zapojeny sériově a paralelně podle konstrukčních požadavků do bateriového řetězce.
Balení: Použijte EVA (ethylen-vinylacetátovou) fólii k sendvičovému provázku buněk mezi sklem a zadní fólií s vysokou propustností světla a pomocí laminátoru proveďte balení lisováním za tepla, abyste vytvořili vodotěsnou a prachotěsnou sestavu buněk.
Kontrola kvality a tovární kontrola
A konečně, vyrobené moduly solárních článků musí projít přísnou kontrolou kvality a tovární inspekcí:
Test mechanické pevnosti: Otestujte odolnost modulu proti větru, tlaku a nárazu, abyste zajistili jeho trvanlivost za různých podmínek prostředí.
Test elektrického výkonu: Otestujte výkon a účinnost modulu simulací slunečního světla, abyste se ujistili, že splňuje specifikace a normy návrhu.
Stručně řečeno, výrobní proces monokrystalických křemíkových solárních panelů zahrnuje řadu klíčových technologií a řízení procesu, od přípravy vysoce čistých křemíkových materiálů přes růst monokrystalických křemíkových ingotů, řezání, texturování a dopování křemíkových plátků až po výroba elektrod, montáž článků a finální kontrola kvality. Každý krok vyžaduje přísnou kontrolu a přesný provoz, aby byla zajištěna vysoká účinnost a konzistence konečného produktu. Prostřednictvím těchto technologií a řízení procesů mohou monokrystalické křemíkové solární panely zůstat na trhu konkurenceschopné a poskytovat uživatelům efektivní a spolehlivá řešení solární energie.
