Vervaardiging van sonbatterye: tegnologie en toerusting

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16

Humanity poog om oor te skakel na alternatiewe bronne van elektriese toevoer wat sal help om die omgewing skoon te hou en die koste van energie-opwekking te verminder. Sonbatteryproduksie is 'n moderne industriële metode. Die kragtoevoerstelsel sluit sonkragontvangers, batterye, beheerders, omskakelaars en ander toestelle in wat ontwerp is vir spesifieke funksies.

Die sonkragbattery is die hoofelement vanwaar die ophoping en omskakeling van straalenergie begin. In die moderne wêreld is daar baie slaggate vir die verbruiker wanneer 'n paneel gekies word, aangesien die bedryf 'n groot aantal produkte saam onder een naam bied.

Silicon Solar Cells

Hierdie produkte is gewild onder vandag se verbruikers. Silikon is die basis vir hul vervaardiging. Sy reserwes in die dieptes is wydverspreid, en produksie is relatief goedkoop. Silikonselle vergelyk gunstig in prestasievlakke met ander sonselle.

Tipes elemente

Silicon sonselle word in die volgende tipes vervaardig:

• monokristallyn;
• polikristallyn;
• amorf.

Bogenoemde vorme van toestelle verskil in hoe die silikonatome in die kristal gerangskik is. Die belangrikste verskil tussen die elemente is die verskillende aanwyser van die doeltreffendheid van die omskakeling van ligenergie, wat vir die eerste twee tipes ongeveer op dieselfde vlak is en die waardes oorskry vir toestelle gemaak van amorfe silikon.

Vandag se bedryf bied verskeie modelle van sonligvangers. Hul verskil lê in die toerusting wat gebruik word vir die vervaardiging van sonpanele. Die vervaardigingstegnologie en die tipe beginmateriaal speel 'n rol.

Enkelkrist altipe

Hierdie elemente bestaan uit silikoonselle wat aanmekaar vasgemaak is. Volgens die metode van die wetenskaplike Czochralski word absoluut suiwer silikon vervaardig, waaruit enkelkristalle gemaak word. Die volgende proses is om die bevrore en verharde halffabrikaat in plate met 'n dikte van 250 tot 300 mikron te sny. Dun lae is versadig met 'n metaalrooster van elektrodes. Ten spyte van die hoë produksiekoste, word sulke elemente redelik algemeen gebruik weens die hoë omskakelingskoers (17-22%).

Produksie van polikristallyne elemente

Die tegnologie vir die vervaardiging van sonselle uit polikristalle is dat die gesmelte silikonmassa geleidelik afgekoel word. Die produksie vereis nie duur toerusting nie, daarom word die koste van die verkryging van silikon verminder. Polikristallyne sonkragopbergings het 'n laer doeltreffendheidsfaktor (11-18%), anders as monokristallyne. Dit word verklaar deur die feit dat tydens die verkoelingsproses die massa silikon versadig is met piepklein korrel borrels, wat lei tot bykomende breking van strale.

Amorfe silikonelemente

Produkte word as 'n spesiale tipe geklassifiseer, aangesien hulle aan die silikontipe behoort van die naam van die materiaal wat gebruik word, en die vervaardiging van sonselle word uitgevoer met behulp van filmtoesteltegnologie. Die kristal in die vervaardigingsproses maak plek vir silikonwaterstof of siloon, waarvan 'n dun laag die substraat bedek. Batterye het die laagste doeltreffendheidwaarde, slegs tot 6%. Elemente het, ten spyte van 'n beduidende nadeel, 'n aantal onmiskenbare voordele wat hulle die reg gee om in lyn te staan met die bogenoemde tipes:

• optiese absorpsiewaarde is twee dosyn keer hoër as dié van monokristallyne en polikristallyne aandrywers;
• het 'n minimum laagdikte van slegs 1 mikron;
• bewolkte weer beïnvloed nie ligte omskakelingswerk nie, anders as ander spesies;
• weens sy hoë buigsterkte, kan dit sonder probleme op moeilike plekke gebruik word.

Die drie tipes sonkrag-omsetters wat hierbo beskryf word, word aangevul deur hibriede produkte gemaak van materiale met dubbele eienskappe. Sulke eienskappe word bereik as mikro-elemente of nanopartikels in amorfe silikon ingesluit word. Die resulterende materiaal is soortgelyk aan polikristallyne silikon, maar vergelyk gunstig daarmee deur nuwe tegniese kenmerke.aanwysers.

Grondstof vir die vervaardiging van CdTe-filmtipe sonselle

Die keuse van materiaal word bepaal deur die behoefte om die koste van produksie te verminder en werkverrigting te verbeter. Die mees algemeen gebruikte ligabsorberende kadmiumtelluride. In die 70's van die vorige eeu is CdTe as die hoofaanspraakmaker vir ruimtegebruik beskou, in die moderne industrie het dit wye toepassing gevind in sonkrag.

Hierdie materiaal word as 'n kumulatiewe-g.webp

Straalakkumulators gemaak van selenium, koper en indium

Halfgeleiers in die toestel is koper, selenium en indium, soms word dit toegelaat om laasgenoemde met gallium te vervang. Dit is as gevolg van die groot vraag na indium vir die vervaardiging van plat-tipe monitors. Daarom is hierdie vervangingsopsie gekies, aangesien die materiale soortgelyke eienskappe het. Maar vir die doeltreffendheidsaanwyser speel vervanging 'n beduidende rol, die produksie van 'n sonkragbattery sonder gallium verhoog die doeltreffendheid van die toestel met 14%.

polimeer-gebaseerde sonkollektors

Hierdie elemente word as jong tegnologieë geklassifiseer, aangesien dit onlangs op die mark verskyn het. Organiese halfgeleiers absorbeer ligom dit in elektriese energie om te skakel. Vir produksie word fullerene van die koolstofgroep, polifenileen, koperftalosianien, ens.. As gevolg hiervan word dun (100 nm) en buigsame films verkry, wat in werk 'n doeltreffendheidskoëffisiënt van 5-7% gee. Die waarde is klein, maar die produksie van buigsame sonselle het verskeie positiewe punte:

• Dit kos nie veel om te maak nie;
• die vermoë om buigsame batterye te installeer in draaie waar elastisiteit van kardinale belang is;
• relatiewe gemak en bekostigbaarheid van installasie;
• buigsame batterye is omgewingsvriendelik.

Chemiese beits tydens produksie

Die duurste sonkragbattery is 'n multikristallyne of monokristallyne silikonwafel. Vir die mees rasionele gebruik van silikon word pseudo-vierkante figure gesny, dieselfde vorm laat jou toe om die plate in die toekomstige module styf te lê. Na die snyproses bly mikroskopiese lae beskadigde oppervlak op die oppervlak, wat deur ets en tekstuur verwyder word om die ontvangs van invallende strale te verbeter.

Die oppervlak wat op hierdie manier behandel is, is 'n ewekansig geleë mikropiramides, wat van die rand daarvan af weerkaats word, die lig val op die syvlakke van ander uitsteeksels. Die losmaakprosedure verminder die reflektiwiteit van die materiaal met ongeveer 25%. Die beitsproses neem 'n reeks suur en alkalies aanverwerking, maar dit is onaanvaarbaar om die dikte van die laag baie te verminder, aangesien die plaat nie die volgende verwerking weerstaan nie.

Halfgeleiers in sonselle

Sonneselproduksietegnologie neem aan dat die hoofkonsep van soliede elektronika p-n-aansluiting is. As die elektroniese geleidingsvermoë van die n-tipe en die gatgeleidingsvermoë van die p-tipe in een plaat gekombineer word, dan vind 'n p-n-aansluiting plaas by die kontakpunt tussen hulle. Die belangrikste fisiese eienskap van hierdie definisie is die vermoë om as 'n versperring te dien en elektrisiteit in een rigting deur te laat. Dit is hierdie effek wat jou toelaat om die volle werking van sonselle te vestig.

As gevolg van fosfordiffusie word 'n n-tipe laag aan die punte van die plaat gevorm, wat gebaseer is op die oppervlak van die element op 'n diepte van slegs 0,5 mikron. Die vervaardiging van 'n sonkragbattery maak voorsiening vir 'n vlak penetrasie van draers van teenoorgestelde tekens, wat onder die werking van lig ontstaan. Hulle pad na die invloedsone van die p-n-aansluiting moet kort wees, anders kan hulle mekaar uitdoof wanneer hulle ontmoet, sonder om enige hoeveelheid elektrisiteit op te wek.

Gebruik van plasma-chemiese ets

Die ontwerp van die sonkragbattery het 'n vooroppervlak met 'n geïnstalleerde rooster vir stroomopname en 'n agterkant, wat 'n soliede kontak is. Tydens die diffusie-verskynsel vind 'n elektriese kortsluiting tussen die twee vlakke plaas en word na die einde oorgedra.

Toerusting is gewoond om die kortsluiting te verwydersonkrag batterye, wat jou toelaat om dit te doen met behulp van plasma-chemiese, chemiese ets of meganiese, laser. Die metode van plasma-chemiese invloed word dikwels gebruik. Ets word gelyktydig uitgevoer vir 'n stapel silikonwafels wat saamgestapel is. Die uitkoms van die proses hang af van die duur van behandeling, die samestelling van die middel, die grootte van die vierkante van die materiaal, die rigting van die ioonvloeistrale en ander faktore.

Aanwending van anti-reflektiewe laag

Deur 'n tekstuur op die oppervlak van 'n element toe te pas, word weerkaatsing tot 11% verminder. Dit beteken dat 'n tiende van die strale bloot van die oppervlak af weerkaats word en nie deelneem aan die vorming van elektrisiteit nie. Om sulke verliese te verminder, word 'n deklaag met diep penetrasie van ligpulse aan die voorkant van die element aangebring, wat hulle nie terugreflekteer nie. Wetenskaplikes, met inagneming van die wette van optika, bepaal die samestelling en dikte van die laag, so die vervaardiging en installering van sonpanele met so 'n deklaag verminder weerkaatsing met tot 2%.

Kontakplaat aan die voorkant

Die oppervlak van die element is ontwerp om die grootste hoeveelheid straling te absorbeer, dit is hierdie vereiste wat die dimensionele en tegniese eienskappe van die toegepaste metaalgaas bepaal. Deur die ontwerp van die voorkant te kies, los ingenieurs twee opponerende probleme op. Die afname in optiese verliese vind plaas met dunner lyne en hul ligging op 'n groot afstand van mekaar. Die vervaardiging van 'n sonkragbattery met 'n groter roostergrootte lei daartoe dat sommige van die ladings nie tyd het om kontak te bereik nie en verlore gaan.

Daarom het wetenskaplikes die waarde van die afstand en lyndikte vir elke metaal gestandaardiseer. Te dun stroke maak spasie oop op die oppervlak van die element om strale te absorbeer, maar gelei nie 'n sterk stroom nie. Moderne metodes om metallisering toe te pas, bestaan uit skermdruk. As 'n materiaal regverdig silwer-bevattende pasta homself die meeste. As gevolg van die gebruik daarvan, styg die doeltreffendheid van die element met 15-17%.

Metalisering op die agterkant van die toestel

Afsetting van metaal op die agterkant van die toestel vind op twee maniere plaas, wat elkeen sy eie werk verrig. 'n Deurlopende dun laag oor die hele oppervlak, behalwe vir individuele gate, word met aluminium gespuit, en die gate word gevul met silwerbevattende pasta, wat 'n kontakrol speel. Die soliede aluminiumlaag dien as 'n soort spieëltoestel aan die agterkant vir gratis ladings wat in die hangende kristalbindings van die rooster verlore kan gaan. Met so 'n deklaag werk sonpanele 2% meer in krag. Klantresensies sê dat sulke elemente meer duursaam is en nie so deur bewolkte weer geraak word nie.

Maak sonpanele met jou eie hande

Kragbronne van die son, nie almal kan by die huis bestel en installeer nie, aangesien hul koste vandag redelik hoog is. Daarom bemeester baie vakmanne en vakmanne die vervaardiging van sonpanele by die huis.

Jy kan stelle fotoselle vir selfmontering op die internet by verskeie webwerwe koop. Hul kostehang af van die aantal plate wat gebruik word en krag. Byvoorbeeld, lae kragstelle, van 63 tot 76 W met 36 plate, kos 2350-2560 roebels. onderskeidelik. Werkitems wat om enige rede van produksielyne afgekeur word, word ook hier gekoop.

Wanneer jy die tipe fotovoltaïese omsetter kies, neem die feit in ag dat polikristallyne selle meer bestand is teen bewolkte weer en meer doeltreffend werk as monokristallyne, maar 'n korter dienslewe het. Monokristallyne is meer doeltreffend in sonnige weer en sal baie langer hou.

Om die vervaardiging van sonpanele by die huis te organiseer, moet jy die totale las van alle toestelle wat deur die toekomstige omsetter aangedryf sal word, bereken en die krag van die toestel bepaal. Van hier volg die aantal fotoselle, terwyl die hellingshoek van die paneel in ag geneem word. Sommige vakmanne maak voorsiening vir die moontlikheid om die posisie van die akkumulasievlak te verander na gelang van die hoogte van die sonstilstand, en in die winter - op die dikte van die sneeu wat geval het.

Verskillende materiale word gebruik om die omhulsel te maak. Meestal sit hulle aluminium of vlekvrye hoeke, gebruik laaghout, spaanderbord, ens. Die deursigtige deel is gemaak van organiese of gewone glas. Daar is fotoselle met reeds gesoldeerde geleiers te koop, dit is verkieslik om sulkes te koop, aangesien die monteringstaak vereenvoudig is. Die borde is nie een op mekaar gestapel nie – die onderste kan mikrokrake gee. Soldeer en vloeimiddel word vooraf aangewend. Dit is geriefliker om die elemente te soldeer deur dit dadelik aan die werkende kant te plaas. Aan die einde word die uiterste plate aan die bande vasgesweis (wyer geleiers), waarna die "minus" en "plus" uitgestuur word

Nadat die werk gedoen is, word die paneel getoets en verseël. Buitelandse vakmanne gebruik verbindings hiervoor, maar vir ons vakmanne is dit redelik duur. Tuisgemaakte transduktors is verseël met silikoon, en die agterkant is bedek met akriel-gebaseerde vernis.

Ten slotte moet gesê word dat die resensies van die meesters wat sonpanele met hul eie hande gemaak het, altyd positief is. Sodra hulle geld spandeer het op die vervaardiging en installering van die omskakelaar, betaal die gesin vinnig daarvoor en begin spaar met gratis energie.