Quy trình sản xuất của 1 tấm pin mặt trời gồm các giai đoạn sau:
Sản xuất mô-đun năng lượng mặt trời tinh thể
Một mô-đun PV năng lượng mặt trời bao gồm pin mặt trời, kính, EVA, bảng tính và khung. Tìm hiểu thêm về các thành phần và quy trình sản xuất bảng điều khiển năng lượng mặt trời.
Có 3 loại tấm pin mặt trời có sẵn trên thị trường:
-
tấm pin mặt trời đơn tinh thể
-
tấm pin mặt trời đa tinh thể
-
tấm pin mặt trời mỏng
Do đó, ở cấp độ cấu trúc tế bào, có nhiều loại vật liệu khác nhau để sản xuất, chẳng hạn như silicon đơn, polysilicon hoặc silicon vô định hình (AnSi). Hai loại tế bào đầu tiên có quy trình sản xuất hơi giống nhau. Đọc dưới đây về các bước sản xuất một tấm pin mặt trời kết tinh.
Bước 1: Cát
Tất cả bắt đầu từ nguyên liệu thô, trong trường hợp của chúng tôi là cát. Hầu hết các tấm pin mặt trời được làm bằng silicon , là thành phần chính trong cát bãi biển tự nhiên. Silicon có sẵn rất nhiều, khiến nó trở thành nguyên tố có sẵn nhiều thứ hai trên Trái đất. Tuy nhiên, việc chuyển đổi cát thành silicon cao cấp có chi phí cao và là một quá trình tiêu tốn nhiều năng lượng. Silic có độ tinh khiết cao được sản xuất từ cát thạch anh trong lò hồ quang ở nhiệt độ rất cao.
Bước 2: Thỏi
Silic được thu thập, thường ở dạng đá rắn. Hàng trăm loại đá này đang được nấu chảy với nhau ở nhiệt độ rất cao để tạo thành thỏi có hình dạng hình trụ. Để đạt được hình dạng mong muốn, một lò nung hình trụ bằng thép được sử dụng. Trong quá trình nóng chảy, người ta chú ý để tất cả các nguyên tử được liên kết hoàn hảo theo cấu trúc và định hướng mong muốn. Boron được thêm vào quá trình này, sẽ tạo ra cực tính điện dương của silicone.
Tế bào đơn tinh thể được sản xuất từ một tinh thể silicon. Mono Silicon có hiệu suất cao hơn trong việc chuyển đổi quang năng thành điện năng, do đó giá của tấm pin đơn tinh thể cao hơn.
Bước 3: Tấm wafer
Wafer đại diện cho bước tiếp theo trong quy trình sản xuất. Thỏi silicon được cắt thành các đĩa mỏng, còn được gọi là tấm xốp. Máy cưa dây được sử dụng để cắt chính xác. Độ mỏng của tấm wafer tương tự như một mảnh giấy.
Vì silicon nguyên chất có độ sáng bóng, có thể phản chiếu ánh sáng mặt trời. Để giảm lượng ánh sáng mặt trời bị mất, một lớp phủ chống phản xạ được phủ trên tấm silicon.
Bước 4: Cell pin mặt trời
Các quá trình sau đây sẽ chuyển đổi một tấm wafer thành một cell pin mặt trời có khả năng chuyển đổi quang năng thành điện năng.
Mỗi tấm wafer đang được xử lý và các dây dẫn kim loại được thêm vào trên mỗi bề mặt. Các dây dẫn cung cấp cho tấm wafer một ma trận giống như lưới trên bề mặt. Điều này sẽ đảm bảo chuyển đổi quang năng thành điện năng. Lớp phủ sẽ tạo điều kiện hấp thụ ánh sáng mặt trời hơn là phản xạ ánh sáng mặt trời.
Trong một buồng giống như lò nướng, phốt pho được khuếch tán thành một lớp mỏng trên bề mặt của tấm wafer. Điều này sẽ tích điện bề mặt với một hướng điện âm. Sự kết hợp giữa boron và phốt pho sẽ tạo ra mối nối dương – âm, điều này rất quan trọng đối với chức năng thích hợp của tế bào PV.
Bước 5: Từ cell pin mặt trời sang tấm pin năng lượng mặt trời
Các cell pin mặt trời được hàn với nhau, sử dụng các đầu nối kim loại để liên kết các tế bào. Các tấm pin mặt trời được làm từ các tế bào năng lượng mặt trời tích hợp với nhau theo cấu trúc giống như ma trận. Sản phẩm tiêu chuẩn hiện tại trên thị trường là:
-
48 ô – thích hợp cho mái nhà ở nhỏ.
-
Tấm 60 ô – đây là kích thước tiêu chuẩn.
-
Bảng điều khiển 72 ô được sử dụng để lắp đặt quy mô lớn.
Sau khi các ô được ghép lại với nhau, một lớp kính mỏng (khoảng 6-7 mm) được thêm vào ở mặt trước, hướng về phía mặt trời. Tấm lưng được làm từ vật liệu gốc polyme, có độ bền cao. Điều này sẽ ngăn nước, đất và các vật liệu khác xâm nhập vào bảng điều khiển từ phía sau. Sau đó, hộp nối được thêm vào, để kích hoạt các kết nối bên trong mô-đun.
Tất cả kết hợp với nhau khi khung được lắp ráp. Khung cũng sẽ bảo vệ khỏi tác động và thời tiết. Việc sử dụng khung cũng sẽ cho phép gắn tấm pin theo nhiều cách khác nhau, chẳng hạn như với kẹp gắn.
EVA (ethylene vinyl axetat) là chất keo kết dính mọi thứ với nhau. Điều rất quan trọng là chất lượng của chất bao bọc phải cao để không làm hỏng tế bào trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt.
Bước 6: Kiểm tra các mô-đun
Khi mô-đun đã sẵn sàng, việc kiểm tra được thực hiện để đảm bảo các ô hoạt động như mong đợi. STC (Điều kiện Kiểm tra Tiêu chuẩn) được sử dụng làm điểm tham chiếu. Tấm pin được đưa vào máy thử nghiệm chớp nhoáng tại cơ sở sản xuất. Máy thử sẽ cung cấp bức xạ tương đương 1000W / m2, nhiệt độ tế bào 25 ° C và khối lượng không khí 1,5g. Các thông số điện được viết ra và bạn có thể tìm thấy các kết quả này trên bảng thông số kỹ thuật của mọi tấm pin. Xếp hạng sẽ tiết lộ sản lượng điện, hiệu suất, điện áp, dòng điện, tác động và khả năng chịu nhiệt độ.
Ngoài STC, mọi nhà sản xuất đều sử dụng NOCT (nhiệt độ tế bào hoạt động danh nghĩa). Các thông số được sử dụng gần với kịch bản ‘đời thực’ hơn: nhiệt độ hoạt động của mô-đun mạch hở ở bức xạ 800W / m2, nhiệt độ môi trường 20 ° C, tốc độ gió 1m / s. Một lần nữa, xếp hạng của NOCT có thể được tìm thấy trên bảng thông số kỹ thuật.
Làm sạch và kiểm tra là những bước cuối cùng của quá trình sản xuất trước khi mô-đun sẵn sàng được chuyển đến khách hàng hoặc cơ sở kinh doanh.
Nghiên cứu và phát triển trong ngành năng lượng mặt trời đang hướng tới việc giảm chi phí của các tấm pin mặt trời và tăng hiệu suất. Ngành sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời đang trở nên cạnh tranh hơn và được dự báo sẽ trở nên phổ biến hơn so với các nguồn năng lượng thông thường, chẳng hạn như nhiên liệu hóa thạch.