Περιγραφή
Φωτοβολταϊκά κύτταρα είναι συσκευή ημιαγωγών στερεάς κατάστασης που μετατρέπει το ηλιακό φως απευθείας σε ηλεκτρισμό.
Συνήθως κατασκευάζονται από πυρίτιο (το δεύτερο πιο άφθονο στοιχείο στο φλοιό της γης η οποία λαμβάνεται από την άμμο) με ίχνη άλλων στοιχείων και είναι πρώτα ξαδέρφια του τρανζίστορ, δίοδοι εκπομπής φωτός (LED) και άλλες ηλεκτρονικές συσκευές.
Φωτοβολταϊκή διάταξη (ηλιακό κύτταρο) αποτελείται από στρώματα ημιαγωγού υλικών με διαφορετικές ηλεκτρονικές ιδιότητες. Σε ένα μέσο ηλιακό κύτταρο κρυσταλλικού πυριτίου, η πλειοψηφία των κυττάρων θα πρέπει να είναι κατασκευασμένα από πυρίτιο, με μόνο μια μικρή ποσότητα βορίου για να δώσει ένα θετικό χαρακτήρα. Στη συνέχεια επικαλύπτεται σε ένα λεπτό στρώμα του φωσφόρου στο μπροστινό του κυττάρου, με ένα μη-ανακλαστικό στρώμα γυαλιού για να δημιουργήσει το αρνητικό χαρακτήρα. Αυτό δημιουργεί τελικά ένα ηλεκτρικό πεδίο μεταξύ των δύο στρωμάτων, το οποίο καλείται η διασταύρωση.
Τα φωτόνια (σωματίδια από το φως), χτύπησε το ηλιακό κύτταρο και μερικά απορροφούνται στην περιοχή του κόμβου, ελευθερώνοντας τα ηλεκτρόνια στον κρύσταλλο πυριτίου. Εάν τα φωτόνια περιέχουν αρκετή ενέργεια, τα ηλεκτρόνια θα συγκλίνουν το ηλεκτρικό πεδίο στη διασταύρωση και θα κινηθεί ελεύθερα μέσα από τα άτομα πυριτίου στο κύτταρο και να προχωρήσουμε σε ένα εξωτερικό κύκλωμα ως ενέργεια. Καθώς κινούνται μέσω του εξωτερικού κυκλώματος που απελευθερώνουν την ενέργειά τους ως ηλεκτρική ενέργεια είτε «Off Grid», για όλες τις καθημερινές ανάγκες του νοικοκυριού σας και τη φόρτιση των μπαταριών για χρήση το βράδυ. ή «On Grid», η οποία μπορεί να πωληθεί πίσω στην εταιρεία κοινής ωφελείας ηλεκτρικής ενέργειας σε προσυμφωνημένη τιμή.
Το φωτοβολταϊκό διαδικασία είναι ένα εντελώς αυτόνομο κύκλο χωρίς κινούμενα μέρη και δεν υλικών που καταναλώνονται ή εκπέμπεται, και με την τακτική, δηλαδή τη συντήρηση απλά κρατώντας καθαρό από σκόνη και συντρίμμια σε πολλές περιπτώσεις, μπορεί να είναι έως και 80-90% αποτελεσματική για πάνω από 40 χρόνια.
Σε μια ηλιόλουστη μέρα, μία συστοιχία ηλιακών κυττάρων ενός τετραγωνικού μέτρου, εκτεθειμένο στον ήλιο το μεσημέρι θα λάβουν περίπου 1 κιλοβάτ (kW) της ισχύος. Solar μονοκρυσταλλικά κύτταρα Innova μετατρέπουν περίπου το 20% αυτής σε ηλεκτρική ενέργεια, που σημαίνει ότι ένα τετραγωνικό μέτρο των κυττάρων θα δημιουργήσει 200 ηλεκτρικά watts σε πλήρη ηλιοφάνεια.
Διαφορετικές τεχνολογίες ηλιακών κυττάρων δημιουργούν διαφορετικά ποσοστά μετατροπής με άμορφου πυριτίου λεπτής μεμβράνης δημιουργώντας περίπου 6% -8%, κάδμιο τελλουριούχο λεπτή μεμβράνη 8% -10%, πολυκρυσταλλικού αναφέρεται επίσης ως πολυκρυσταλλικού πυριτίου 12% -15% και το μονοκρυσταλλικό 14% -19% . Αυτά τα ποσοστά απόδοσης που ώθησε υψηλότερα σχεδόν κάθε χρόνο με τις νέες τεχνολογίες και την πιο αποτελεσματική πυρίτιο.
Solar Innova παράγουν μόνο μονοκρυσταλλικά και πολυκρυσταλλικά κύτταρα. Οι πιο σημαντικές διαφορές είναι:
Mονοκρυσταλλικά
Δημιουργούνται από ένα μόνο κρύσταλλο και κόβονται από ένα μπλοκ του κρυστάλλου που έχει αναπτυχθεί μόνο προς μία κατεύθυνση (ένα επίπεδο). Ενιαία κρυσταλλικό είναι πιο δύσκολο να κατασκευαστή, κάνοντας μια πιο δαπανηρή επιλογή με μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα από ότι το πολυκρυσταλλικού (πολυκρυσταλλικού κύτταρα).
Πολυκρυσταλλικά
Δημιουργούνται από έναν πολύπλευρο κρύσταλλο ο οποίος κόβεται από ένα μπλοκ κρυστάλλου που αναπτύσσεται σε πολλαπλές κατευθύνσεις, καθιστώντας τα ελαφρώς λιγότερο αποδοτικά για τα μονοκύτταρα μονοκύτταρα μεγέθους, που σημαίνει ότι έχουν μεγαλύτερο εμβαδόν επιφάνειας για την ίδια ισχύ εξόδου.
Παραγωγή
Ηλιακή τεχνολογία παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στηρίζεται σε πυρίτιο, ένα κοινό στοιχείο που περιλαμβάνει περίπου 25% του φλοιού της γης κατά μάζα.
Τα ηλιακά κύτταρα που παράγονται από πρώτες ύλες του πυριτίου σε μια πολυσταδιακή διαδικασία. Πρώτον πρώτων άμμος quartzite υφίσταται επεξεργασία για να παραχθεί μεταλλουργικής ποιότητας πυρίτιο. Αυτό το υλικό καθαρίζεται περαιτέρω με ημιαγωγών βαθμού ή ηλιακής βαθμού πολυπυριτίου πρώτη ύλη. Ανασωθεί πυριτίου πρώτες ύλες, οι οποίες περιλαμβάνουν κορυφές και ουρές των απορριπτόμενων τμημάτων των ράβδων πυριτίου, αποκόμματα κατσαρόλα και σπασμένα γκοφρέτες πυριτίου που αποκτήθηκαν από τις βιομηχανίες ημιαγωγών και ηλιακής ενέργειας μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως πρώτη ύλη. Η χρήση του ανακτήσιμου πυριτίου πρώτων υλών για την κατασκευή ράβδων μπορεί να οδηγήσει σε χαμηλότερο συνολικό κόστος των πρώτων υλών. Ωστόσο, η χρήση του ανακτήσιμου πυριτίου πρώτων υλών αυξάνει τη δυσκολία παραγωγής πλινθώματα παρόμοιας ποιότητας με εκείνες που γίνονται μόνο από πολυπυρίτιο.
Στην πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο κρυσταλλικό πυρίτιο που βασίζεται διαδικασία ηλιακής κατασκευής, πρώτη ύλη τήκεται σε κλιβάνους υψηλής θερμοκρασίας και στη συνέχεια διαμορφώνεται σε πλινθώματα μέσω μιας διαδικασίας κρυστάλλωσης.
Τα πλινθώματα κόβονται και φέτες για να παραχθεί γκοφρέτες που αποτελούν τη βάση ενός ηλιακού κυττάρου. Κατά τη διαδικασία παρασκευής προστίθενται ηλεκτρόδια στην γκοφρέτα για το ηλεκτρικό συνδεσιμότητα. Οι γκοφρέτες στη συνέχεια καθαρίζονται και υποβλήθηκε σε επεξεργασία πριν από την εισαγωγή τους στη διαδικασία παραγωγής.
Με την κατάλληλη θεραπεία, τα διάφορα στρώματα δημιουργείται το οποίο παράγει ένα ηλεκτρικό πεδίο, το οποίο διαχωρίζει θετικά και αρνητικά φορτία, μόλις το φως πέφτει πάνω στα ηλιακά κύτταρα. Τα τέλη θα παραμείνουν διαθέσιμα για χρήση στους δύο πόλους του ηλιακού κυττάρου, όπως στην περίπτωση της μπαταρίας. Όταν το φως πέφτει πάνω πυριτίου υψηλής καθαρότητας, η επίδραση PV (φωτοβολταϊκά) προκαλεί την απελευθέρωση των ηλεκτρονίων από τα άτομα πυριτίου. Όταν πυρίτιο είναι διαμορφωμένο σε ένα ηλιακό κύτταρο με ηλεκτρόδια συλλογής, το φωτοβολταϊκό φαινόμενο δημιουργεί ένα ηλεκτρικό ρεύμα.
Συνοπτική επισκόπηση των πιο σημαντικά βήματα στον τομέα της ηλιακής διαδικασία κατασκευής των κυττάρων:












