Làm thế nào để sản xuất pin năng lượng mặt trời bằng silicon tinh thể? Pin mặt trời là một công nghệ quan trọng và không thể thiếu trong ngành sản xuất điện năng lượng từ mặt trời. Hiện nay, pin mặt trời được chế tạo từ silicon tinh thể và trở thành loại pin phổ biến nhất trên thị trường. Cùng Việt Nam Solar tìm hiểu một số thông tin để hiểu rõ hơn về chúng.

Silicon tinh thể là gì?

Silicon là một nguyên tố hóa học có tên gọi trong bảng tuần hoàn. Với ký hiệu Si và số nguyên tử là 14, nó thuộc vào nhóm các kim loại bán dẫn và có hóa trị +4. Silicon là một trong những nguyên tố phổ biến nhất trên trái đất, chỉ đứng sau oxi về tỷ lệ phần trăm.

Tham Khảo GIá Chi TIết

Pin Lithium - Ac Quy - Pin lưu trữ điện mặt trời

48 Products

Tấm Pin Năng Lượng Mặt Trời

173 Products

Bộ Inverter Hòa Lưới Điện Mặt Trời

257 Products

Dây Điện

2 Products

Trong tự nhiên, silicon tồn tại chủ yếu dưới dạng tinh thể. Nó có màu xám sẫm và có tính chất kim loại. Silicon thuộc vào nhóm các nguyên tố bán dẫn, và nó không tác động hóa học với hầu hết các chất khác trừ khi có sự tác động của chất xúc tác hóa học. Tinh thể silicon tinh khiết là rất hiếm trong tự nhiên, thường tồn tại dưới dạng các hợp chất, đặc biệt là dưới dạng quặng silic điôxít (SiO2).

Ngoài ra, tinh thể silicon tinh khiết cũng có thể được tìm thấy trong các tạp chất kết hợp với vàng hoặc trong dung nham của núi lửa.

Tìm hiểu quy trình sản xuất pin năng lượng mặt trời bằng silicon tinh thể

Với sự phát triển không ngừng của khoa học và công nghệ, đã xuất hiện nhiều phương pháp chế tạo điện mặt trời đa dạng. Mỗi phương pháp này có những ưu điểm và hạn chế riêng. Tuy nhiên, mục tiêu chung vẫn là sản xuất các tấm pin mặt trời có khả năng chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện hiệu quả.

Trong số các phương pháp này, công nghệ sản xuất pin mặt trời bằng silicon tinh thể luôn nổi bật với những ưu điểm đặc biệt. Dưới đây là quy trình để tạo ra một tấm pin mặt trời bằng silicon tinh thể.

Quá trình xử lý silicon thô

Để bắt đầu quá trình sản xuất, silicon thô cần được xử lý để loại bỏ các tạp chất. Bước này rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến chất lượng cuối cùng của tấm pin mặt trời. Ban đầu, silicon tinh khiết được khai thác từ nguồn tự nhiên dưới dạng tinh thể rắn, sau đó được nung chảy để tạo ra carbon dioxide và silicon lỏng. Tiếp theo, phương pháp float-zone được sử dụng để tách hai thành phần này và tạo ra silicon tinh khiết hoàn thiện.

Quá trình làm sạch silicon tinh thể

Sau khi có được silicon tinh thể tinh khiết, quy trình Crochralski được sử dụng để tạo thành các thanh silicon hình trụ. Trong quy trình này, một hạt tinh thể silicon được nhúng vào silicon đa tinh thể nóng chảy. Sau đó, hạt tinh thể được rút lại và xoay vòng, tạo ra một thanh silicon hình trụ.

Tạo tấm bán dẫn silicon

Sau khi có được thanh hình trụ, quá trình cưa được thực hiện để tạo thành các tấm bán dẫn silicon. Các tấm này có thể được cắt thành hình trụ, hình tròn hoặc hình chữ nhật. Sau đó, chúng được đánh bóng để loại bỏ các vết cưa.

Quá trình doping

Mục tiêu của quá trình này là tạo ra các vật liệu bán dẫn có khả năng dẫn điện. Silicon tinh khiết được pha tạp với photpho và cacbon để tạo ra lượng electron dư thừa. Điều này góp phần tạo ra sự thiếu hụt electron tương ứng, tạo điều kiện cho khả năng dẫn điện. Sau đó, các tấm bán dẫn được hàn kín và đặt trong lò nung để gia nhiệt nhẹ dưới điểm nóng chảy của silicon.

Quá trình doping đặc biệt quan trọng. Các nguyên tử photpho được thẩm thấu vào trong silicon, làm cho nó trở nên xốp hơn, gần như trở thành chất lỏng, giúp hoàn thành quá trình doping.

Các tiếp điểm

Các tiếp điểm được đặt để ngăn chặn ánh sáng mặt trời từ việc xuyên qua tế bào. Các tiếp điểm điện phải được thiết kế mỏng để kết nối từng tế bào năng lượng mặt trời với nhau và đến các đầu thu hiện tại. Trong quá trình này, các kim loại như laladi, bạc, niken, đồng được hút chân không thông qua quá trình quang khắc hoặc chỉ lắng động trên phần tiếp xúc của tế bào đã được phủ một phần bằng sáp. Sau khi các tiếp điểm được đặt, các miếng móng được đặt giữa các tế bào.

Phủ lớp chống phản quang

Lớp chống phản quang được sử dụng để ngăn chặn sự phản xạ trên bề mặt các tấm bán dẫn. Thông thường, các chất như silicon dioxide, titanium dioxide, … được sử dụng làm lớp chống phản quang. Vật liệu này được làm nóng để các phân tử bay hơViệc phủ lớp chống phản quang được sử dụng để ngăn chặn sự phản chiếu trên bề mặt các tấm bán dẫn. Thông thường, các chất như silic dioxide, titan dioxide,… được sử dụng làm lớp chống phản quang. Vật liệu này được làm nóng để các phân tử bay hơi và di chuyển đến bề mặt tế bào quang điện, sau đó ngưng tụ trên bề mặt đó.

Phân bố và cố định tế bào tạo thành tấm pin hoàn chỉnh

Sau khi hoàn thành quá trình phủ lớp chống phản quang, các tế bào năng lượng mặt trời được phân bố và cố định thành tấm pin hoàn chỉnh. Các tế bào năng lượng mặt trời được gói lại thành các modun, sau đó đặt vào khung kim loại bằng nhôm. Khung kim loại này cung cấp độ cứng và bảo vệ cho các tế bào bên trong.

Mặt sau của tấm pin được bao phủ bằng một tấm ốp mặt sau, tạo nên sự chắc chắn cho tấm pin và bảo vệ chống lại các tác động từ môi trường bên ngoài. Tấm kính bằng nhựa siêu nhẹ với độ bền cao được sử dụng để bao phủ mặt trước của tấm pin. Tấm kính này giúp bảo vệ các tế bào năng lượng mặt trời khỏi các yếu tố môi trường như bụi bẩn, nước mưa và va đập. Khi tấm pin hoàn chỉnh được lắp đặt, nó có thể được sử dụng để thu thập năng lượng mặt trời và chuyển đổi thành điện năng sử dụng.

Nguyên lý sản xuất pin năng lượng mặt trời bằng silicon tinh thể

Nguyên lý sản xuất pin năng lượng mặt trời bằng silicon tinh thể dựa trên hiệu ứng quang điện, hay còn được gọi là hiệu ứng photovoltaic. Quá trình chính để tạo ra pin năng lượng mặt trời bao gồm các bước sau:

Chế tạo wafer silicon: Đầu tiên, silicon tinh thể được sản xuất thông qua quá trình tinh chế và tinh luyện silicon nguyên chất. Sau đó, silicon nguyên chất được nung chảy và làm nguội để tạo thành tấm wafer silicon dày.
Dot chất phóng xạ: Một lớp chất phóng xạ được dot lên bề mặt của wafer silicon. Thông thường, chất phóng xạ được sử dụng là phosphorus, tạo ra wafer silicon dot n-type (âm).
Dot chất truyền dẫn: Một lớp chất truyền dẫn được dot lên bề mặt của wafer silicon. Chất truyền dẫn thường được sử dụng là boron, tạo ra wafer silicon dot p-type (dương).
Tạo điện áp nền: Hai bên của wafer silicon được nung ở nhiệt độ cao để tạo ra điện áp nền. Quá trình này gây ra sự kết hợp giữa chất phóng xạ và chất truyền dẫn, tạo ra một lớp điện trường trong wafer silicon.
Chất phủ chống phản xạ: Bề mặt của wafer silicon được phủ một lớp chất phủ chống phản xạ để tăng hiệu suất thu năng lượng từ ánh sáng mặt trời.
Gắn kết điện cực: Hai điện cực (dây dẫn điện) được gắn vào hai bên của wafer silicon để thu thập dòng điện tạo ra bởi hiệu ứng quang điện.

Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào wafer silicon, năng lượng của ánh sáng được hấp thụ bởi chất phóng xạ và chất truyền dẫn, tạo ra các điện tử tự do. Các điện tử này di chuyển trong wafer silicon và tạo ra dòng điện. Hai điện cực được kết nối với mạch điện ngoài để thu thập và sử dụng dòng điện này như một nguồn năng lượng điện.

Lợi ích của việc sản xuất pin năng lượng mặt trời bằng silicon tinh thể

Việc sản xuất pin năng lượng mặt trời bằng silicon tinh thể mang lại nhiều lợi ích quan trọng, bao gồm:

Nguồn năng lượng tái tạo: Pin năng lượng mặt trời sử dụng ánh sáng mặt trời làm nguồn năng lượng, và ánh sáng mặt trời là một nguồn tái tạo không giới hạn. Sử dụng pin năng lượng mặt trời giúp giảm sự phụ thuộc vào nguồn năng lượng hóa thạch như than, dầu mỏ và khí đốt tự nhiên, giúp giảm lượng khí thải carbon dioxide và các chất gây ô nhiễm khác vào môi trường.
Bền vững và thân thiện với môi trường: Quá trình sản xuất pin năng lượng mặt trời không gây ra khí thải carbon dioxide và không sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên không tái tạo. Các tấm pin có tuổi thọ dài, và sau khi hoạt động, chúng không tạo ra tiếng ồn hoặc ô nhiễm môi trường.
Tiết kiệm chi phí năng lượng: Mặc dù việc đầu tư ban đầu để lắp đặt hệ thống pin mặt trời có thể cao, nhưng sau đó, nguồn năng lượng mặt trời là miễn phí và không đòi hỏi chi phí duy trì. Sử dụng pin năng lượng mặt trời giúp giảm chi phí năng lượng hàng tháng và giúp giảm sự phụ thuộc vào giá cả và biến động của năng lượng từ lưới điện công cộng.
Tạo việc làm và phát triển kinh tế: Ngành công nghiệp pin năng lượng mặt trời đang phát triển nhanh chóng, tạo ra nhiều cơ hội việc làm và đóng góp vào tăng trưởng kinh tế. Việc đầu tư vào công nghệ pin năng lượng mặt trời cũng thúc đẩy sự đổi mới và nghiên cứu phát triển trong lĩnh vực năng lượng tái tạo.
Độc lập năng lượng: Sử dụng pin năng lượng mặt trời cho phép các hộ gia đình, doanh nghiệp và cộng đồng trở nên độc lập với lưới điện công cộng. Điều này đặc biệt hữu ích trong các khu vực hẻo lánh hoặc nông thôn, nơi việc cung cấp điện có thể không ổn định hoặc chi phí cao.

Tóm lại, việc sản xuất pin năng lượng mặt trời bằng silicon tinh thể mang lại nhiều lợi ích về môi trường, kinh tế và xã hội. Nó đóng góp vào việc giảm khí thải carbon, giảm chi phí năng lượng và tạo ra cơ hội việc làm, đồng thời giúp tăng tính độc lập và bền vững của nguồn năng lượng.

Lời kết

Việc sản xuất pin năng lượng mặt trời bằng silicon tinh thể đóng góp vào sự phát triển kinh tế và tạo ra cơ hội việc làm. Nó cung cấp cho chúng ta một nguồn năng lượng tái tạo, độc lập và ổn định. Với sự tiến bộ trong công nghệ, Việt Nam Solar hy vọng rằng việc sản xuất pin năng lượng mặt trời sẽ trở nên ngày càng hiệu quả và phổ biến hơn, góp phần vào việc xây dựng một tương lai bền vững.

Mọi chi tiết xin liên hệ:

CÔNG TY TNHH VIỆT NAM SOLAR
MST: 0315209693
Địa chỉ: 56A Hồ Bá Phấn, Khu phố 4, Phường Phước Long A, TP. Thủ Đức, TP.HCM
Trung tâm bảo hành: 188 Đông Hưng Thuận 41, Phường Tân Hưng Thuận, Quận 12, TP.HCM
Kho chứa hàng: Lô B14-15 Đường số 2, KCN Hải Sơn, Xã Đức Hòa Hạ, Huyện Đức Hòa, Tỉnh Long An
Hotline: 0981.982.979 – 088.60.60.660
Email: [email protected]
Website: https://vietnamsolar.vn