Tìm hiểu quy trình sản xuất pin năng lượng mặt trời

Khi quyết định đầu tư cũng như tìm hiểu về pin năng lượng mặt trời thì đã bao giờ bạn tự đặt câu hỏi rằng: Các tấm pin mặt trời đươc tạo ra bằng cách nào? Quy trình sản xuất cụ thể ra sao?

Chúng tôi sẽ trực tiếp giải thích những vấn đề trên thông qua bài viết này để các bạn có thể có cái nhìn chi tiết hơn về những tấm pin này.

Đầu tiên chúng ta sẽ tìm hiểu xem “Tấm pin mặt trời được tạo ra như thế nào?

Tấm pin mặt trời được tạo ra như thế nào?
Tấm pin mặt trời được tạo ra như thế nào?

Như bạn đã biết, các tấm pin mặt trời hấp thụ ánh sáng mặt trời và chuyển đổi chúng thành điện năng, do đó chính nhờ những tấm pin năng lượng mặt trời này làm hóa đơn điện hàng tháng của bạn giảm xuống đáng kể.

Nhưng làm thế nào để tấm pin mặt trời thực hiện được tốt như thế?

Bước đầu tiên trong việc chế tạo một tấm pin mặt trời là khai thác và tinh chế silicon. Thanh lọc thường được thực hiện với một lò điện, và silicon là một nguồn tài nguyên rất phong phú.

Trên thực tế, đó là yếu tố phong phú thứ hai (ngay sau oxy) trên hành tinh.

Silicon được biết đến là một chất bán dẫn. Chất bán dẫn có thể là vật liệu trung gian giữa chất dẫn điện và chất cách điện.

Chất bán dẫn hoạt động như một chất cách điện ở nhiệt độ thấp và dẫn điện ở nhiệt độ phòng. Với các tính chất như vậy, silicon là thành phần quan trọng trong việc chế tạo pin mặt trời.

Silicon có độ dẫn hạn chế, nhưng nó có cấu trúc tinh thể rất tốt để chế tạo chất bán dẫn.

Nguyên tử silicon cần 4 electron để trung hòa điện tích, nhưng lớp vỏ ngoài của nguyên tử silicon chỉ có một nửa số electron cần thiết, vì vậy nó dính vào các nguyên tử khác để tìm cách trung hòa điện tích.

Tiếp theo chúng ta sẽ cùng nhau nghiên cứu kỹ hơn về quá trình tinh chế silicon cũng như các bước cụ thể để tạo thành tấm pin năng lượng mặt trời:

quá trình tinh chế silicon
Quá trình tinh chế silicon

Bước 1: Đốt nguyên liệu

Vật liệu được sử dụng để sản xuất pin mặt trời là silicon nguyên chất, nhưng ở trạng thái tự nhiên, nó thường rất thô, chúng có nguồn gốc từ silicon dioxide như đá thạch anh (silica tinh khiết nhất) hoặc thạch anh nghiền.

Để tạo ra pin năng lượng mặt trời, trước tiên các nguyên liệu thô sẽ được đưa vào các lò quang điện, nơi carbon được sử dụng để giải phóng oxy.

Sản phẩm của quá trình này là carbon dioxide và silicon nóng chảy. Silicon hiện có 1% tạp chất, không tinh khiết để tạo ra các tế bào quang điện, cần phải được làm sạch thêm.

Quá trình làm sạch silicon tinh khiết 99% còn lại được tiếp tục tinh chế bằng cách sử dụng kỹ thuật vùng nổi.

Thanh silicon không tinh khiết sẽ đi qua khu vực được làm nóng nhiều lần theo cùng một hướng.

Mỗi lần đi qua, khu vực này sẽ kéo các tạp chất về một đầu. Tại thời điểm này, silicon đã được làm sạch, hoàn toàn tinh khiết và phần trên cùng của tạp chất được loại bỏ.

Bước 2: Quá trình pha tạp

Quá trình pha tạp: Các nguyên tử phốt pho đào vào silicon xốp hơn vì nó gần như trở thành chất lỏng. Nhiệt độ và thời gian cho quá trình này được kiểm soát cẩn thận để đảm bảo đường may đồng nhất và có độ sâu thích hợp.

Silic tinh khiết được pha tạp với phốt pho và boron để tạo ra sự dư thừa của các điện tử và sự thiếu hụt điện tử tương ứng tạo ra các chất bán dẫn có thể dẫn điện.

Sau quá trình này, các tấm bán dẫn được niêm phong và đặt trong lò nung để đốt nóng nhẹ dưới điểm nóng chảy của silic (2.570 độ F hoặc 1.410 độ C) khi có khí phốt pho.

Bước 3: Đặt các tiếp điểm điện

Đặt các tiếp điểm điện
Đặt các tiếp điểm điện

Các tiếp điểm điện kết nối từng pin mặt trời với nhau và với bộ thu dòng điện. Các tiếp điểm phải rất mỏng (ít nhất là ở phía trước) để không chặn ánh sáng mặt trời vào trong tế bào.

Sau khi đặt các tiếp điểm, các mảnh mỏng được đặt giữa các ô. Dải mỏng thường được sử dụng được làm từ đồng đóng hộp.

Bước 4: Phủ lớp chống phản quang

Bởi vì silicon nguyên chất rất sáng bóng, nó có thể phản chiếu tới 35% ánh sáng mặt trời. Vì vậy, tấm bán dẫn silicon được phủ một lớp chống phản chiếu. Lớp phủ được sử dụng phổ biến nhất được làm từ titan dioxide và silicon oxide.

Vật liệu được sử dụng cho lớp phủ được nung nóng cho đến khi các phân tử của nó bay hơi, chuyển sang silicon và ngưng tụ, hoặc trải qua quá trình phún xạ, còn được gọi là sputtering.

Trong quá trình phún xạ, điện áp cao đánh bật các phân tử ra khỏi vật liệu và đặt chúng vào silicon ở điện cực.

Một phương pháp khác cho phép silicon phản ứng với các khí có chứa oxy hoặc nitơ để tạo thành silicon dioxide hoặc silicon nitride.

Bước 5: Chế tạo tấm pin năng lượng mặt trời

Bên trong khung kim loại là một vật liệu bảo vệ bao gồm cao su chứa silicon trong suốt hoặc nhựa butyryl liên kết xung quanh các tế bào, sau đó nhúng vào ethylene vinyl acetate.

Mỗi tấm đĩa pin mặt trời đang được xử lý và dây dẫn kim loại được thêm vào trên mỗi bề mặt. Các dây dẫn cung cấp cho đĩa silic một ma trận giống như lưới trên bề mặt.

Điều này sẽ đảm bảo việc chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng. Lớp phủ sẽ tạo điều kiện cho sự hấp thụ ánh sáng mặt trời, thay vì phản chiếu nó.

Trong một buồng giống như một lò nướng, phốt pho được khuếch tán trong một lớp mỏng trên bề mặt của các đĩa silic. Điều này sẽ sạc bề mặt với một hướng điện âm.

Sự kết hợp của boron và phốt pho sẽ tạo ra mối nối âm-dương, rất quang trọng đối với tế bào PV.

Bước 6: Từ pin mặt trời đến bảng điều khiển năng lượng mặt trời

Tấm pin mặt trời
Tấm pin mặt trời

Các tấm pin mặt trời được hàn lại với nhau, sử dụng các đầu nối kim loại để kết nối các tế bào.

Các tấm pin mặt trời được làm từ các pin mặt trời được kết nối với nhau theo cấu trúc giống như ma trận. Cung cấp các tiêu chuẩn hiện tại trên thị trường là:

  • Bảng 48 hộp – thích hợp cho mái nhỏ.
  • Bảng gồm 60 ô – là kích thước tiêu chuẩn.
  • Bảng 72 ô – được sử dụng để cài đặt quy mô lớn.

Hệ thống kích thước phổ biến nhất cho sức mạnh của các ngôi nhà ở Anh là hệ thống năng lượng mặt trời 4kwh.

Sau khi các tế bào được đặt lại với nhau, một lớp kính mỏng (khoảng 6-7mm) được thêm vào phía trước, hướng về phía mặt trời.

Một bồn tắm làm bằng vật liệu dựa trên polymer bền. Điều này sẽ ngăn nước, bụi và các vật liệu khác xâm nhập vào bảng điều khiển phía sau. Sau đó, một hộp nối được thêm vào, để cho phép kết nối bên trong mô-đun.

Tất cả đều được lắp ráp. Khung cũng sẽ cung cấp bảo vệ chống lại tác động của thời tiết. Việc sử dụng khung cũng sẽ cho phép gắn bảng theo nhiều cách khác nhau.

EVA là chất keo giữ mọi thứ lại với nhau. Điều quan trọng là chất lượng của vật liệu đóng gói cao để không làm hỏng các tế bào trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt.

Nghiên cứu và phát triển trong ngành năng lượng mặt trời đang hướng tới mục tiêu giảm chi phí cho việc chế tạo các tấm pin mặt trời và tăng hiệu quả.

Ngành công nghiệp pin mặt trời đang trở nên cạnh tranh hơn và dự kiến ​​sẽ trở nên phổ biến hơn các nguồn năng lượng thông thường như nhiên liệu hóa thạch.

Và mong rằng thông qua bài viết này, bạn sẽ hiểu rõ hơn về quy trình sản xuất các tấm pin mặt trời cũng như các thành phần để tạo nên một trong những pin mặt trời.

Mọi thắc mắc xin hãy liên hệ chúng tôi qua website: https://vietnamsolar.vn/

Việt Nam Solar sẽ luôn đồng hành cùng bạn!

Trả lời