Produção de baterias solares: tecnologia e equipamentos

A humanidade está se esforçando para alternar para fontes alternativas de fornecimento elétrico, o que ajudará a preservar a limpeza do meio ambiente e reduzir o custo de geração de energia. A produção de uma bateria solar é um método industrial moderno. O sistema de alimentação inclui receptores de luz solar, baterias, dispositivos de controle, inversores e outros dispositivos projetados para determinadas funções.

A bateria solar é o elemento principal a partir do qual começa a acumulação e transformação da energia dos raios. No mundo moderno para o consumidor ao escolher um painel há muitas armadilhas, uma vez que a indústria oferece uma grande quantidade de produtos, unidos sob um nome.

Células solares de silício

Esses produtos são populares com os consumidores modernos. A base do seu fabrico é o silício. Suas reservas nos intestinos são generalizadas, a extração é relativamente barata. Os elementos de silício diferem favoravelmente no nível de desempenho de outras baterias de luz solar.

Tipos de elementos

A produção de células solares a partir de silício é dos seguintes tipos:

• Cristal único;
• Policristalino;
• Amorfo.

As formas de dispositivos acima mencionadas diferem em como os átomos de silício estão dispostos no cristal. A principal diferença entre os elementos é um indicador diferente da eficiência da conversão da energia da luz, que nas duas primeiras espécies é aproximadamente de um nível e excede os valores dos instrumentos feitos de silício amorfo.

A indústria de hoje oferece vários modelos de coletores solares de luz. A diferença é no uso de equipamentos para a produção de células solares. A tecnologia de fabricação e uma variedade de material inicial desempenham um papel.

Tipo de cristal único

Esses elementos consistem em células de silicone, presas juntas. Pelo método do cientista Czochralski, é produzido um silício absolutamente puro, a partir do qual os cristais isolados são feitos. O próximo processo é cortar o produto semi-acabado congelado e solidificado em placas com uma espessura de 250 a 300 μm. As camadas finas estão saturadas com uma grade metálica de eletrodos. Apesar do alto custo de produção, esses elementos são bastante utilizados devido à alta taxa de conversão (17-22%).

Produção de elementos policristalinos

A tecnologia de produção de baterias solares a partir de policristalinas consiste no fato de a massa de silício fundido ser gradualmente arrefecida. A produção não exige equipamentos caros, portanto, o custo da produção de silício é reduzido. Os dispositivos de armazenamento solar policristalino têm um menor coeficiente de eficiência (11-18%), em contraste com os monocristalinos. Isto é devido ao fato de que durante o resfriamento, a massa de silício é saturada com as bolhas granulares mais pequenas, o que leva a uma refração adicional dos raios.

Elementos de silício amorfo

Os produtos pertencem a um tipo especial, uma vez que pertencem ao tipo de silício provêm do nome do material utilizado e a produção de baterias solares é realizada utilizando a tecnologia de dispositivos de filme. O cristal no processo de fabricação dá lugar a hidrogênio de silício ou a um silicone, cuja camada fina cobre o substrato. As baterias têm o menor valor de eficiência, até 6%. Os elementos, apesar de uma desvantagem significativa, têm uma série de vantagens inegáveis que lhes conferem o direito de estar ao lado dos tipos acima:

• A absorção da óptica é duas a dez vezes maior do que a dos anéis de armazenamento monocristalino e policristalino;
• Tem uma espessura mínima de camada de apenas 1 μm;
• O clima nublado não afeta o trabalho de conversão de luz, ao contrário de outras espécies;
• Devido ao alto índice de flexão sem problemas, é usado em locais difíceis.

Três dos tipos acima de conversores solares são complementados por produtos híbridos de materiais com propriedades duplas. Tais características são obtidas se micronutrientes ou nanopartículas estiverem incluídas em silício amorfo. O material obtido é semelhante ao silício policristalino, mas difere favoravelmente com novos parâmetros técnicos.

Matérias-primas para produção de células solares tipo filme de CdTe

A escolha do material é ditada pela necessidade de reduzir o custo de produção e aumentar as características técnicas do trabalho. O telurídeo de cádmio que absorve a luz mais comumente usado. Nos anos 70 do século passado, o CdTe foi considerado o principal candidato para uso espacial, na indústria moderna encontrou ampla aplicação na energia da luz solar.

Este material é classificado como um veneno cumulativo, então o debate sobre sua nocividade não diminui. Pesquisas de cientistas estabeleceram que o fato de o nível da substância prejudicial chegar na atmosfera é admissível e não prejudica a ecologia. O nível de eficiência é de apenas 11%, mas o custo da eletricidade convertida a partir desses elementos é menor em 20-30% do que em dispositivos de silício.

Colecionadores de feixes de selênio, cobre e índio

Os semicondutores no dispositivo são cobre, selênio e índio, às vezes é possível substituir este último por gálio. Isto é devido à alta demanda da Índia para monitores de tipo plano. Portanto, esta opção de substituição é escolhida, uma vez que os materiais possuem propriedades semelhantes. Mas para o coeficiente de eficiência, a substituição desempenha um papel essencial, a produção de uma bateria solar sem gálio aumenta a eficiência do dispositivo em 14%.

Coletores solares à base de polímero

Esses elementos são referidos como novas tecnologias, já que eles apareceram recentemente no mercado. Os semicondutores de orgânicos absorvem a luz para convertê-la em energia elétrica. Para a produção, são utilizados fullerenos do grupo carbono, polifenileno, ftalocianina de cobre, etc. Como resultado, são obtidos filmes finos (100 nm) e flexíveis, que dão um fator de eficiência de 5-7% em operação. O valor é pequeno, mas a produção de células solares flexíveis tem vários pontos positivos:

• Para a fabricação de grandes quantidades de dinheiro não são gastos;
• A possibilidade de instalar baterias flexíveis em curvas onde a elasticidade é de primordial importância;
• Facilidade comparativa e disponibilidade da instalação;
• As baterias flexíveis não têm um efeito nocivo sobre o meio ambiente.

Gravura química no processo de fabricação

O mais caro em uma bateria solar é uma bolacha multicristalina ou monocristalina de silício. Para maximizar o uso racional de figuras de psevdokvadratnye de corte de silício , a mesma forma permite que você coloque a placa no módulo futuro. Após o processo de corte, as camadas microscópicas da superfície danificada permanecem na superfície, que são removidas por gravura e texturização para melhorar a recepção dos raios incidentes.

A superfície tratada dessa maneira é uma micro-pirâmide localizada caótica, refletindo da face da qual, a luz entra nas superfícies laterais de outras projeções. O procedimento para afrouxar a textura reduz a reflectividade do material em aproximadamente 25%. No processo de gravura, é utilizada uma série de tratamentos ácidos e alcalinos, mas é inadmissível reduzir grandemente a espessura da camada, uma vez que a placa não resiste aos seguintes tratamentos.

Semicondutores em baterias solares

A tecnologia de produção de baterias solares sugere que o conceito básico de eletrônica sólida é a junção pn. Se alguém combina a condutividade eletrônica do tipo n e a condutividade do buraco do tipo p em uma placa, então ocorre uma junção pn no ponto de contato. A principal propriedade física desta definição é a oportunidade de servir de barreira e transmitir eletricidade em uma direção. É esse o efeito que nos permite estabelecer um trabalho completo de células solares.

Como resultado da realização da difusão de fósforo, uma camada de tipo n se forma nas extremidades da placa, que se baseia na superfície do elemento a uma profundidade de apenas 0,5 μm. A produção de uma bateria solar proporciona uma penetração superficial de portadores de sinais opostos que surgem sob a influência da luz. O seu caminho para a zona de influência da junção pn deve ser curto, caso contrário eles podem se extinguir em uma reunião, sem gerar qualquer quantidade de eletricidade.

Uso de corrosão química plasmática

No projeto da bateria solar, há uma superfície frontal com uma grade instalada para acionar a corrente e a parte de trás é um contato sólido. Durante o fenômeno da difusão, surge uma falha elétrica entre os dois planos e é transmitida até o fim.

Para remover o curto-circuito, é utilizado o equipamento para células solares, o que permite fazer isso com a ajuda de plastificação química, corrosão química ou mecânica, laser. O método de exposição plasmachemical é freqüentemente usado. A gravura térmica é realizada simultaneamente para uma pilha de folhas de silício empilhadas juntas. O resultado do processo depende da duração do tratamento, da composição da ferramenta, do tamanho dos quadrados do material, da direção dos jatos de fluxo de íons e de outros fatores.

Aplicação do revestimento anti-reflexo

Ao aplicar uma textura na superfície do elemento, a reflexão é reduzida para 11%. Isso significa que um décimo dos raios simplesmente refletem a superfície e não participam da formação de eletricidade. Para reduzir tais perdas, a parte frontal do elemento é revestida com uma penetração profunda de pulsos de luz que não os refletem de volta. Os cientistas, levando em consideração as leis da ótica, determinam a composição e a espessura da camada, de modo que a produção e instalação de células solares com tal revestimento reduzem a reflexão para 2%.

Metalização de contato na parte da frente

A superfície do elemento é projetada para absorver a maior quantidade de radiação, é esse requisito que determina as características dimensionais e técnicas da malha metálica aplicada. Escolhendo o design do lado da frente, os engenheiros resolvem dois problemas opostos. A redução das perdas ópticas ocorre em linhas mais finas e a sua localização a uma grande distância entre si. A produção de uma bateria solar com dimensões de grade aumentadas leva ao fato de que algumas das cargas não podem alcançar o contato e são perdidas.

Portanto, os cientistas padronizaram o valor da distância e da espessura da linha para cada metal. Tiras muito finas abre espaço na superfície do elemento para absorver raios, mas não conduzem uma corrente forte. Os métodos modernos de aplicação de metalização consistem em serigrafia. Como material, a pasta contendo prata é a mais justificada. Devido à sua aplicação, a eficiência do elemento aumenta em 15-17%.

Metalização na parte de trás do dispositivo

A aplicação de metal na parte de trás do dispositivo ocorre de acordo com dois esquemas, cada um dos quais executa seu próprio trabalho. Uma camada fina contínua em toda a superfície, exceto para furos individuais, é pulverizada com alumínio e os orifícios são preenchidos com uma pasta contendo prata que desempenha um papel de contato. A camada de alumínio contínua serve como um tipo de dispositivo de espelho na parte de trás para cargas livres, que podem ser perdidas nas ligações em rede de cristal esfarrapadas. Com esse revestimento, os painéis solares são utilizados para 2% mais de potência. O feedback do cliente diz que esses elementos são mais duráveis e não dependem tanto do tempo nublado.

Fabricação de painéis solares de mãos dadas

As fontes de energia do sol não são todos que podem encomendar e instalar em casa, pois o custo hoje é bastante grande. Portanto, muitos mestres e artesãos dominam a produção de painéis solares em casa.

Você pode comprar conjuntos de fotocélulas para auto-montagem na Internet em vários sites. Seu custo depende do número de placas e potência utilizada. Por exemplo, conjuntos de pequena capacidade, de 63 a 76 watts com 36 placas, custam 2350-2560 rublos. Respectivamente. Aqui, também, os elementos de trabalho que foram rejeitados das linhas de produção por algum motivo são adquiridos.

Ao escolher o tipo de conversor fotoelétrico, tenha em conta o fato de que os elementos policristalinos são mais resistentes ao clima nublado e trabalham com ele mais eficiente do que os monocristalinos, mas têm uma vida mais curta. Os monocristais têm uma maior eficiência no tempo ensolarado, e eles duram muito mais tempo.

Para organizar a produção de células solares em casa, você precisa calcular a carga total de todos os dispositivos que serão alimentados pelo futuro conversor e determinar a potência do dispositivo. Daí o número de fotocélulas, tendo em conta o ângulo do painel. Alguns mestres prevêem a possibilidade de mudar a posição do plano de armazenamento, dependendo da altura do solstício e no inverno – na espessura da neve caida.

Vários materiais são usados para fazer o caso. Na maioria das vezes, colocar cantos de alumínio ou inoxidável, usar madeira compensada, painel de partículas, etc. A parte transparente é feita de vidro orgânico ou ordinário. Na venda há fotocélulas com condutores de solda, estes são preferíveis para comprar, uma vez que a tarefa de montagem é simplificada. As placas não empilham uma na outra – as mais baixas podem dar microfissuras. A solda e o fluxo são aplicados preliminarmente. Para os elementos de solda é mais conveniente, colocando-os imediatamente no lado do trabalho. No final, as placas externas são soldadas às barras de barramento (condutores mais largos), então são extraídas uma perda e mais.

Após o trabalho realizado, o painel é testado e selado. Os mestres estrangeiros usam compostos para isso, mas são bastante caros para nossos artesãos. Os conversores caseiros são selados com silicone e o lado traseiro é revestido com verniz à base de acrílico.

Em conclusão, deve-se dizer que as revisões dos mestres que fizeram painéis solares com as próprias mãos são sempre positivas. Uma vez que gastou dinheiro na fabricação e instalação do conversor, a família paga muito rapidamente e começa a economizar, usando energia livre.