Güneş Panelleri Nasıl Üretilir?

Güneş panelleri için ana materyali olan Güneş PV (Fotovoltaik) modülü güneş hücreleri, cam, EVA, alt tabaka ve çerçeveden oluşur. Bileşenler ve güneş paneli nasıl üretilir içeriği okuyarak daha fazla bilgi edinin.

Piyasada Bulunan 3 Tip Güneş Paneli

Piyasada 3 tip güneş paneli mevcuttur;
• monokristal güneş panelleri
• polikristalin güneş panelleri
• ince film güneş panelleri

Adım Adım Güneş Paneli Nasıl Üretilir?

Adım 1: Kum

Her şey kum olan hammaddeyle başlar. Güneş panellerinin çoğu doğal plaj kumunun ana bileşeni olan silikondan yapılmıştır. Silikon bol miktarda bulunur ve bu da onu Dünya’daki en kullanılabilir ikinci element yapar.

Bununla birlikte, kumu yüksek dereceli silisyuma dönüştürmek yüksek maliyetlidir ve enerji yoğun bir işlemdir. Yüksek saflıkta silikon, ark fırınındaki kuvars kumundan çok yüksek sıcaklıklarda üretilir.

Adım 2: Ingot (Silikon Kütük/Külçeler)

Silikon, genellikle katı kayalar şeklinde toplanır. Bu kayaların yüzlerce tanesi, silindir şeklinde külçe oluşturmak için çok yüksek sıcaklıklarda birlikte eritilmektedir. İstenen şekle ulaşmak için çelik, silindirik bir fırın kullanılır. Erime sürecinde, tüm atomların istenen yapı ve yönelimde mükemmel bir şekilde hizalanmasına dikkat edilir. Silikon pozitif elektrik polaritesi verecek olan işleme bor eklenir.

Mono kristalli hücreler, tek bir silikon kristalinden üretilir. Mono Silikon, güneş enerjisini elektriğe dönüştürme konusunda daha yüksek verimliliğe sahiptir, bu nedenle monokristal panellerin fiyatı daha yüksektir.
Polisilikon hücreler birkaç silikon kristalinin birlikte eritilmesinden yapılır. Onları farklı silikon kristalleri tarafından verilen kırık cam görünümü ile tanıyabilirsiniz. Külçe soğuduktan sonra, külçeyi düz kenarlı bırakarak taşlama ve parlatma yapılır.

Adım 3: Wafers (Yongalar)

Yongalar üretim sürecindeki bir sonraki adımı temsil eder. Silikon külçe, yonga olarak da adlandırılan ince disklere dilimlenir. Hassas kesim için bir tel testere kullanılır. Yongaların inceliği bir kağıt parçasına benzer.

Saf silikon parlak olduğu için güneş ışığını yansıtabilir. Kaybolan güneş ışığı miktarını azaltmak için, silikon yongaların üzerine yansıtıcı olmayan bir kaplama konur.

Adım 4: Güneş hücreleri (Solar cells)

Aşağıdaki işlemler bir güneş yongasını güneş enerjisini elektriğe dönüştürebilen bir güneş hücresi haline getirecektir.

Fırın benzeri bir odada fosfor ince bir tabaka halinde yongaların yüzeyine yayılır. Bu, yüzeyi negatif elektriksel yönde şarj edecektir. Bor ve fosfor kombinasyonu, PV hücresinin düzgün çalışması için kritik olan pozitif – negatif bağlantıyı verecektir.

Adım 5: Güneş Hücrelerinden Güneş Paneline

Güneş hücreleri, hücreleri bağlamak için metal konektörler kullanılarak birlikte lehimlenir. Güneş panelleri, matris benzeri bir yapıya entegre edilmiş güneş hücrelerinden yapılmıştır. Piyasadaki mevcut standart paneller:

• 48 hücre paneli – küçük konut çatıları için uygundur.
• 60 hücreli paneller – bu standart boyuttur.
• Büyük hücreli kurulumlar için kullanılan 72 hücreli paneller.

Dünyada evler için kWh cinsinden en yaygın boyutlu sistem 4kWh güneş sistemidir.
Hücreler bir araya getirildikten sonra, ön tarafa güneşe bakan ince bir tabaka (yaklaşık 6-7 mm) cam eklenir. Arka tabaka oldukça dayanıklı, polimer bazlı malzemeden yapılmıştır.

Bu, su, toprak ve diğer malzemelerin panele arkadan girmesini önleyecektir. Daha sonra, modül içindeki bağlantıları etkinleştirmek için bağlantı kutusu eklenir.

Çerçeve monte edildikten sonra hepsi bir araya gelir. Çerçeve ayrıca darbelere ve hava koşullarına karşı koruma sağlayacaktır. Bir çerçevenin kullanılması, panelin, örneğin montaj kelepçeleri gibi çeşitli şekillerde monte edilmesine de izin verecektir.

EVA (etilen vinil asetat), her şeyi birbirine bağlayan yapıştırıcıdır. Enkapsülanın kalitesinin yüksek olması çok önemlidir, bu nedenle sert hava koşullarında hücrelere zarar vermez.

Adım 6: Modülleri Test Etme

Modül hazır olduğunda, hücrelerin beklendiği gibi çalıştığından emin olmak için test yapılır. STC (Standart Test Koşulları) referans noktası olarak kullanılır. Panel, üretim tesisinde bir flaş test cihazına konur. Test cihazı, 1000W / m2 ışınım, 25 ° C hücre sıcaklığı ve 1.5g hava kütlesine eşdeğer bir güç sağlayacaktır.

STC dışında, her üretici NOCT (nominal çalışma hücresi sıcaklığı) kullanır. Kullanılan parametreler ‘gerçek hayat’ senaryosuna daha yakındır: 800W / m2 ışınımda açık devre modülü çalışma sıcaklığı, 20 ° C ortam sıcaklığı, 1m / s rüzgar hızı. Yine, NOCT derecelendirmeleri teknik şartname sayfasında bulunabilir.

Temizlik ve muayene, modül evlere veya iş yerlerine gönderilmeye hazır olmadan önce üretimin son adımlarıdır.
Güneş enerjisi endüstrisindeki araştırma ve geliştirme, güneş panellerinin maliyetini azaltmayı ve verimliliği artırmayı amaçlamaktadır. Güneş paneli imalat sanayi daha rekabetçi hale geliyor ve fosil yakıtlar gibi geleneksel enerji kaynaklarından daha popüler olacağı tahmin ediliyor.

Güneş Panellerinin Ömrü Nedir?

Güneş hücreleri ve güneş panelleri için üretim süreci nedir?

Bildiğimiz gibi, güneş pilleri ve güneş panelleri güneş enerjisi sisteminin temel bileşenleridir. Daha fazla güneş paneli öğrenmek için güneş pilleri ve güneş panelinin nasıl üretileceğini tanıtmak gerekir.

1.Güneş Hücrelerinin Çalışma Prensibi.

Güneş ışınımı, yeni delik-elektron çiftini oluşturmak için yarı iletken p-n kavşağında yayılır, elektron deliği p-n kavşağının elektrik alanının altındaki n alanından p alanına iletir, işlemden sonra akım üretir. Bu pv güneş hücrelerinin çalışma prensibidir.

2. Güneş Hücrelerinin Üretim Süreci

Genellikle, kristal silikon güneş hücreleri kalınlığı 350 ~ 450um olan yüksek kaliteli silikon yongalar (wafer) tarafından yapılır, bu yongalar (wafer) Tyra veya Döküm silikon külçe yapmak için bölümlere ayrılmıştır.

3. Güneş Hücreleri için Üretim Tekniği

Kristalin silikon güneş pillerinin üretim süreci aşağıdaki şekildedir.
Güneş pillerinin dönüşüm oranını artırmak ve maliyeti azaltmak için güneş hücreleri teknolojisinin gelişmekte olan ana akımdır.

Spesifik üretim süreci aşağıdaki gibidir:

1) Dilimleme: Çok hatlı kesim benimsemek, silikon çubukları kare yongalara (wafer)kesmek

2) Temizleme: Temizlemek için normal yonga (wafer) temizleme yöntemini kullanmak için, silikon yonga yüzeyinde 30-50um kesme hasarı tabakasını silmek için asit veya alkali çözeltisi kullanın.

3) Süet üretin: Süet üretmek için silikon yonga (wafer) yüzeyinde çeşitli farklı erozyon yapmak için sulu alkali kullanın.

4) Fosfor Difüzyonu: PN + kavşağını dağıtmak ve üretmek için kaplanmış kaynak veya sıvı kaynak veya katı azot fosfor plaka kaynağını benimseyin, kavşak derinliği yaklaşık 0.3 ~ 0.5um.

5) Korozyonu çevreler: Difüzyon yapılırken silikon yonga (wafer) çevre yüzeyinde oluşan difüzyon tabakası, üst ve alt elektron üzerinde kısa devre yapar, çevredeki difüzyon katmanını silmek için maskeli ıslak korozyon veya kuru plazma dağlama kullanması gerekir.

6) Arka tarafın PN + kesişim noktası silme: Genellikle, Islak Gravür veya Taşlama Yöntemi, arka tarafın PN + kesişim noktasını silmek için kullanılır.

7) Üst ve Alt Elektrot Yapımı: Vakum buharlaştırma, kimyasal nikel kaplama veya alüminyum bulamaç baskı ve sinterleme kullanın, ilk önce alt elektrodu yapmak, sonra üst elektrodu yapmak için. Alüminyum macun baskısı en çok benimsenen tekniktir.

8) Yansıma önleyici film ile kaplamak:  Aydınlatma yansıması kaybını azaltmak için, silikon yonga yüzeyinde bir yansıma önleyici film tabakası kaplaması gerekir. Yansıma önleme filmi yapmak için kullanılan malzemeler arasında MgF2, SiO2, Al2O3, SiO, Si3N4, TiO2, Ta205 vb. Yer alır. Teknik yöntem Vakum Kaplama, İyon Kaplama, Püskürtme, Baskı, PECVD veya Püskürtme vb.

9) Sinterleme: Hücre chiplerinin cNikel veya bakır taban plakasına göre sinterlenmesi

10) Test Aşaması: Belirtilen parametre spesifikasyonlarına göre sınıflandırma testi.

Güneş Paneli Üretim Süreci

Modül hattı da kaplama/laminasyon hattı olarak adlandırılır, kaplama/laminasyon güneş modülünün üretimi sırasındaki temel işlemdir. Daha iyi kaplama/laminasyon tekniği yoksa daha iyi güneş hücrelerinden daha iyi güneş paneli üretemez.

1) Güneş Hücreleri Testi

Güneş pillerinin üretim koşulu rastgele olduğu için, hücrelerin performansında bazı farklılıklar vardır, aynı veya yakın performansa sahip güneş pillerini gruplamak için performans parametrelerine göre sınıflandırılması gerekir.

Hücre testi, akım ve voltajlarını test etmek, daha sonra sınıflandırmak, güneş pillerinin kullanım oranını iyileştirmek, daha sonra kalite uygunluk güneş modülleri yapmaktır.

2) Ön Kaynak İşlemi

Güneş hücrelerinin ön cephesinde bara kaynak yapmaktır (Pozitif Kutup), bara bakır şerit kalaydır, kaynak makinesi ana bara üzerindeki lehim şeridini çok noktalı yöntemle kaynaklayabilir.

Sıcak kaynak kaynağı bir kızılötesi ışıktır (kızılötesinin ısı etkisinden yararlanır). Kaynak şeridinin uzunluğu, hücre tarafının yaklaşık iki katı uzunluğundadır. Aşırı lehim şeridi, arka tarafa kaynak yaparken bir sonraki güneş pilinin arka elektrotuna bağlanır.

3) Arka Tarafta Seri Bağlantı

Arka kaynak serisi, bir modül serisi oluşturmak için 60 adet güneş hücresini bağlamaktır. Güneş pillerinin konumlandırılması esas olarak bir kalıp plakasına dayanır, güneş hücrelerini koymak için 60 adet oluk vardır, oluğun boyutu güneş pillerinin boyutuyla görecelidir, olukların konumu ayarlanmıştır, farklı şartname güneş modülü farklı kalıp şablonları kullanmalıdır , Güneş hücresinin ön direği (Negatif), bir sonraki güneş pilinin arka kutbuna (pozitif) bağlanır, daha sonra bir güneş modülü ve giden hat oluşturmak için 60 adet güneş hücresini bağlar.

4) Laminasyona Hazırlık

Basamaklamayı tamamladıktan ve throng testi yaptıktan sonra, bazı katmanlara göre hücre dizesi, temperli cam, EVA, fiberglas ve arkalık döşenmesi, laminasyona hazırlanır. Temperli cam, cam ve EVA’nın yapışma mukavemetini arttırmak için önceden bir astar tabakası ile kaplanabilir.

Laminasyon için iyi bir hazırlık oluşturmak için, güneş hücreleri arasındaki mesafeyi ayarlamak için, döşeme sırasında hücre dizeleri, cam ve diğer malzemelerin pozisyonunu sağlamanız gerekir. (Aşağıdan yukarıya, döşeme katmanları temperli cam, EVA, güneş pilleri, EVA, fiberglas, arka tabaka).

5) Laminasyon Adımı

Vakum olması için güneş modülünün içindeki havayı çıkarmak, daha sonra güneş hücrelerini, temperli camı ve arka tabakayı birleştirmek için EVA’yı eritmek için ısıtmak için laminasyon makinesine yerleştirilmiş güneş hücreleri koyulur. Son olarak, soğutma ve güneş modülünü çıkarılır.

Laminasyon tekniği üretim modülünün temel adımıdır, laminasyon sıcaklığı ve zamanı EVA’nın karakterine göre kararlaştırılmalıdır. EVA ayarını hızlandırırken, laminasyon döngüsü süresi yaklaşık 25 dakikadır, kür sıcaklığı yaklaşık 150℃’dir.

6) Kenar Rötuş

Laminasyondan sonra, EVA sertleşmek ve pürüzlü kenar oluşturmak için dışa doğru uzanır, pürüzlü kenar laminasyondan sonra rötuşlanmalıdır.

7) Çerçeveleme

Güneş modülünü çerçevelemek, güneş modülünün gücünü artırabilir, ayrıca güneş modülünün ömrünü uzatmak için güneş modülünü kapsülenmesi faydalıdır. Çerçeve ve cam arasındaki boşluk silikon reçine ile doldurulabilir.

8) Lehim Bağlantı Kutusu Takılması

Güneş pillerinin arka tarafında, güneş pillerinin elektrikli cihazlarla bağlanması için bağlantı kutusunun lehimlenmesi gerekir.

9) Yüksek Gerilim Testi

Yüksek voltaj testi, modül çerçevesi ve elektrot kablosunda bir miktar voltaj sağlamak, güneş modülünün basıncına ve dielektrik dayanımına karşı direnci test etmek, şiddetli doğal koşullar altında çalışırken modülün hasar görmesini önlemek içindir.

10) Modül Testi

Testin amacı, modülün güç çıkışını sınırlamak, çıkış karakterini test etmek ve kalite derecesini doğrulamaktır. Şu anda, genellikle Standart Test Koşulu (STC) altında test etmek için güneş ışınımını simüle eder, genellikle bir güneş panelinin test süresi yaklaşık 7 ~ 8 saniyedir.

Yukarıda güneş pilleri ve güneş paneli üretim süreci için giriş, güneş enerjisi sistemi hakkında daha fazla bilgi edinmek yararlı olabilir umuyoruz, güneş aydınlatma bir tür güneş sistemine aittir.