Opis
Fotonaponske ćelije su poluvodički uređaj čvrstog stanja koji pretvara sunčevu svjetlost izravno u električnu energiju.
Obično se izrađuju od silicija (drugi najbogatiji element u zemljinoj koru koji se dobiva iz pijeska) s tragovima drugih elemenata i prva su rođaci tranzistora, svjetlećih dioda (LED) i drugih elektroničkih uređaja.
Fotonaponski uređaj (solarna ćelija) sastoji se od slojeva poluvodičkih materijala s različitim elektronskim svojstvima. U prosječnoj kristaliničnoj silicijskoj ćeliji, većina ćelije bi bila izrađena od silicija, sa samo malom količinom bora da bi mu dala pozitivan karakter. Zatim je obložena tankim slojem fosfora na prednjoj strani ćelije, s ne-reflektirajućim staklenim slojem kako bi stvorio negativni karakter. To u konačnici stvara električno polje između dva sloja, koja se zove spajanje.
Fotoni (čestice iz svjetlosti), udari na solarnu ćeliju, a neki se apsorbiraju na području spoja, oslobađajući elektrone u kristalu silicija. Ako fotoni sadrže dovoljno energije, elektroni će konvergirati električno polje na spoju i slobodno se kretati kroz atome silicija u ćeliji i prijeći u vanjski krug kao energiju. Dok se kreću kroz vanjski krug, oslobađaju svoju energiju kao električnu energiju ili 'Off Grid', za sve vaše potrebe svakodnevnog kućanstva i punjenje baterija za korištenje u večernjim satima. ili 'On Grid' koji se može prodati električnoj energiji po dogovorenoj cijeni.
Fotonaponski proces je potpuno samostalni ciklus bez pokretnih dijelova, a materijali koji se ne konzumiraju ili emitiraju, a redovito održavanje, tj. Čuvanje prašine i otpadaka u mnogim slučajevima, može biti do 80-90% učinkovito za više od 40 godine.
Na sunčanom danu, niz solarnih ćelija jedan četvorni metar, izložen suncu u podne će dobiti približno 1 kilovat (Kw) snage. Monokristalne stanice Sunčane Innove pretvaraju oko 20% toga u električnu energiju, što znači da će jedan četvorni metar ćelija generirati 200 električnih wata u punom sunčevom svjetlu.
Različite tehnologije solarnih ćelija stvaraju različite stope pretvorbe s amorfnim tankoslojnim silicijskim filmom koji stvara oko 6%-8%, tankoslojni kadmij-tellurid 8%-10%, polikristaliničan također označen kao višekristalni silikon 12%-15% i monokristalini 14%-19%. Te se stope učinkovitosti guraju gotovo svake godine s novim tehnologijama i učinkovitijim silicijima.
Solar Innova proizvode samo monokristalne i polikristalne stanice. Najznačajnije razlike su:
Monokristalni
Izrađene su iz jednog kristala i izrezane iz bloka kristala koji je samo narastao u jednom smjeru (jedna ravnina). Pojedinačni kristal je teži proizvođaču, čineći skupe opcije s većom učinkovitošću od višekristalnih (polikristalnih stanica).
Polikristalni
Izrađene su iz višenamjenskog kristala koji je izrezan iz bloka kristala uzgojenih u više smjerova, što ih čini neznatno manje učinkovite za jednake veličine monokristalnih stanica, što znači da ima veću površinu za istu izlaznu snagu.
Proizvodnja
Tehnologija proizvodnje sunčane energije temelji se na siliciju, zajedničkom elementu koji čini oko 25% mase zemlje.
Sunčane se stanice proizvode iz sirovog silikonskog materijala u višestupanjskom postupku. Prvo se obrađuje sirovi kvarcni pijesak kako bi se proizveo metalni silicij. Taj se materijal dalje pročišćava poluvodičkom ili solarnom polisilicinskom sirovinom. Otpadne sirovine od silicija, koje uključuju vrhove i repove odbačenih dijelova silicijskih ingota, odbačene posude i lomljeni silicijski vafli nabavljeni iz poluvodiča i solarne energije mogu se također koristiti kao sirovine. Korištenje regenerabilnih silikonskih sirovina za proizvodnju ingota može rezultirati nižom ukupnom cijenom sirovina. Međutim, uporaba regenerabilnih sirovina od silicija povećava poteškoće pri proizvodnji ingota slične kakvoće onima koji su načinjeni samo od polisilikona.
U najraširenijem procesu proizvodnje sunčevog kristala na bazi silicija, sirovina se rastopi u visokotlačnim pećima, a zatim se formira u ingoti kroz proces kristalizacije.
Ingoti su izrezani i odrezani kako bi se proizveli vafli koji čine osnovu solarne ćelije. U proizvodnom procesu dodaju se elektrode u električnoj mreži. Waferovi se tada čiste i obrađuju prije njihovog uvođenja u proizvodni proces.
S odgovarajućim postupkom stvaraju se različiti slojevi koji proizvode električno polje, koje razdvaja pozitivne i negativne naboje čim svjetlost padne na solarne ćelije. Naknade ostaju dostupne za uporabu na dva pola solarne ćelije, kao u slučaju baterije. Kada svjetlost pada na silicij visoke čistoće, fotonaponski učinak uzrokuje otpuštanje elektrona iz atoma silicija. Kada se silicij oblikuje u solarnu ćeliju s elektrodama za prikupljanje, fotonaponski učinak stvara električnu struju.
Kratak pregled najvažnijih koraka u procesu proizvodnje solarne ćelije:

