Tấm pin năng lượng mặt trời được cấu tạo như thế nào?

Công nghệ bảng điều khiển năng lượng mặt trời đang phát triển nhanh chóng với hiệu suất cao hơn và giá cả thấp hơn dẫn đến nhu cầu tăng lên rất lớn. Tuy nhiên, bất chấp những tiến bộ vượt bậc trong công nghệ, cấu tạo bảng điều khiển năng lượng mặt trời cơ bản không thay đổi nhiều trong những năm qua. Hầu hết các tấm pin năng lượng mặt trời vẫn được tạo thành từ một loạt các tế bào tinh thể silicon được kẹp giữa một tấm kính phía trước và một tấm mặt sau bằng nhựa polyme phía sau được hỗ trợ trong một khung nhôm.

Sau khi được lắp đặt, các tấm pin năng lượng mặt trời phải chịu các điều kiện khắc nghiệt trong suốt tuổi thọ hơn 20 năm của chúng. Sự thay đổi lớn về nhiệt độ, độ ẩm, gió và bức xạ tia cực tím có thể gây ra áp lực rất lớn lên tấm pin năng lượng mặt trời. May mắn thay, hầu hết các tấm được thiết kế tốt để chống chọi với thời tiết khắc nghiệt. Tuy nhiên, một số tấm nền vẫn có thể bị lỗi theo một số cách bao gồm sự xâm nhập của nước, các vết nứt vi mô tế bào và sự suy thoái tiềm ẩn hoặc PID. Đây là lý do tại sao các tấm pin mặt trời quan trọng của nó chỉ được sản xuất bằng các thành phần chất lượng cao nhất. Trong bài viết của chúng tôi, chúng tôi sẽ nói sơ lược tấm pin năng lượng mặt trời được tạo ra như thế nào?

Tham khảo thêm các sản phẩm về đèn năng lượng mặt trời: Xem thêm

Tấm pin năng lượng mặt trời được tạo ra như thế nào?

Các thỏi silicon đơn tinh thể được tạo ra bằng quy trình Czochralski thông thường.

Tế bào quang điện mặt trời hay còn gọi là tế bào PV được sản xuất bằng cách sử dụng các tấm tinh thể silicon tương tự như các tấm mỏng được sử dụng để chế tạo bộ vi xử lý máy tính. Các tấm silicon có thể là đa tinh thể hoặc đơn tinh thể và được sản xuất bằng một số phương pháp sản xuất khác nhau. Loại hiệu quả nhất là đơn tinh thể (mono) được sản xuất bằng quy trình Czochralski nổi tiếng. Quá trình này tốn nhiều năng lượng hơn so với đa tinh thể (poly) và do đó sản xuất đắt hơn.

Mặt khác, các tấm wafer đa tinh thể kém hiệu quả hơn một chút và được thực hiện bằng cách sử dụng một số quy trình tinh chế, theo sau là phương pháp đúc đơn giản hơn, chi phí thấp hơn. Gần đây, các tế bào đơn tinh thể đúc hoặc các tế bào đơn nguyên đúc đã trở nên phổ biến. Nguyên nhân là do quy trình đúc chi phí thấp hơn được sử dụng để tạo ra các tế bào mono đúc, tương tự như quy trình được sử dụng cho các tế bào silicon đa tinh thể. Tuy nhiên, bánh wafer đúc-mono không hoàn toàn hiệu quả và wafer mono nguyên chất được làm bằng quy trình Czochralski.

• Tế bào silicon đơn tinh thể – Hiệu quả cao nhất và chi phí cao nhất
• Đúc tế bào monosilicon – Hiệu quả cao và chi phí thấp hơn
• Tế bào silicon đa tinh thể – Hiệu quả thấp hơn và chi phí thấp nhất

Sản Xuất Tế Bào Silicon Tinh Thể

Sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời silicon tinh thể đòi hỏi một số quy trình sản xuất khác nhau bắt đầu từ một nguyên liệu thô được gọi là Quartzite, là một dạng đá sa thạch anh. Đầu tiên, Quartzite còn được gọi là cát silica được chuyển thành silicon cấp luyện kim bằng cách kết hợp Carbon và Quartzite trong lò hồ quang. Quá trình này xảy ra ở nhiệt độ rất cao và tạo ra 99% silicon nguyên chất. Bước tiếp theo là chuyển silicon cấp luyện kim thành Polysilicon tinh khiết bằng cách sử dụng quy trình tinh chế hóa học gọi là quy trình Siemens hoặc silicon cấp luyện kim nâng cấp (UMG-Si), sử dụng quy trình luyện kim ít tốn kém hơn.

Sau đó, polysilicon có thể được pha tạp với một lượng nhỏ của boron hoặc phốt pho để trở thành silicon loại P hoặc loại N. Ở giai đoạn này, silic đa tinh thể có thể được nấu chảy và đúc thành khối hình chữ nhật lớn và xắt lát mỏng sử dụng một phương pháp cắt dây kim cương để sản xuất đa tinh thể hoặc multicrystalline tấm.

Để sản xuất wafer hoặc tế bào đơn tinh thể hiệu quả hơn , silicon pha tạp chất có thể được sản xuất thành một thỏi tinh thể rắn tinh khiết bằng cách sử dụng quy trình Czochralski . Quá trình này liên quan đến việc nấu chảy silicon đa tinh thể dưới áp suất và nhiệt độ cao để từ từ phát triển thành một tinh thể đơn tinh thể được gọi là thỏi.

Các vật liệu cơ bản và các bước liên quan đến việc chế tạo tấm pin năng lượng mặt trời silicon đơn tinh thể – Bấm để phóng to

Các bước sản xuất tế bào PV đơn tinh thể

• Cát silica được tinh chế trong lò hồ quang để tạo ra 99% silicon tinh khiết
• 99% silicon được tinh chế thêm gần giống với 100% silicon nguyên chất
• Silicon được pha tạp với boron hoặc phốt pho (loại P hoặc loại N)
• Silicon pha tạp chất được nấu chảy và chiết xuất thành một thỏi tinh thể
• Thỏi tròn được cắt dây kim cương thành các tấm mỏng hình vuông
• Tấm đế mỏng được phủ một lớp siêu mỏng silicon loại P hoặc loại N để tạo thành tiếp giáp PN .
• Một lớp chống phản chiếu và các ngón tay kim loại được thêm vào bề mặt tế bào
• Thanh cái dải phẳng (như hình minh họa) hoặc thanh cái dây mỏng (MBB) được thêm vào

Các tấm pin năng lượng mặt trời được sản xuất bằng cách sử dụng sáu thành phần chính và được lắp ráp trong các cơ sở sản xuất tiên tiến với độ chính xác cao. Các tấm pin được sản xuất bằng cách sử dụng các tế bào năng lượng mặt trời silicon tinh thể vì đây là công nghệ năng lượng mặt trời phổ biến nhất và hoạt động tốt nhất hiện nay. 

Bài viết nói sơ bộ qua về tấm pin năng lượng mặt trời được chế tạo ra như thế nào, cùng đi sâu thêm về 6 thành phần chính để cấu tạo nên tấm pin năng lượng mặt trời.

Tham khảo fanpage công ty: Xem thêm