Descriere
Celulele fotovoltaice sunt dispozitive semiconductoare solide care transforma lumina solara direct in energie electrica.
In mod obisnuit, sunt fabricate din siliciu (cel de-al doilea element cel mai abundent din scoarta pamantului obtinut din nisip) cu urme de alte elemente si sunt primii veri de tranzistori, diode emitatoare de lumina (LED) si alte dispozitive electronice.
Dispozitivul fotovoltaic (celula solara) este alcatuit din straturi de materiale semiconductoare cu proprietati electronice diferite. Intr-o celula medie de siliciu cristalin solar, majoritatea celulei ar fi facuta din siliciu, cu o cantitate mica de bor care îi confera un caracter pozitiv. Apoi, este acoperit intr-un strat subtire de fosfor pe partea din fata a celulei, cu un strat de sticlă nereflectorizant pentru a crea caracterul negativ. Acest lucru creeaza in cele din urma un camp electric intre cele doua straturi, care se numeste jonctiune.
Fotonii (particulele din lumina) au lovit celula solara, iar unele sunt absorbite in zona jonctiunii, eliberand electronii din cristalul de siliciu. Daca fotonii conțin suficienta energie, electronii vor converge campul electric la jonctiune si se vor misca liber prin atomii de siliciu din celula si se vor muta intr-un circuit extern ca energie. Pe masura ce se deplaseaza prin circuitul extern, isi elibereaza energia ca electricitate fie pentru "Off Grid", fie pentru toate nevoile zilnice ale gospodariei, cat si pentru incarcarea bateriilor pentru utilizare seara. sau "On Grid", care pot fi vandute inapoi la compania de distributie a energiei electrice la un pret convenit.
Procesul fotovoltaic este un ciclu complet autonom, fara parti in miscare si fara materiale consumate sau emise si cu intretinere obisnuita, adica doar curatarea prafului si a resturilor, in multe cazuri poate fi eficienta pana la 80-90% pentru mai mult de 40 ani.
Intr-o zi insorita, o serie de celule solare de un metru patrat, expuse la soare la pranz, vor primi aproximativ 1 kilowatt (kW) de energie. Celulele monocristaline Solar Innova convertesc aproximativ 20% din aceasta in energie electrica, ceea ce inseamna ca un metru patrat de celule va genera 200 de wati electrici in plin soare.
Diferite tehnologii de celule solare crea variind ratele de conversie cu siliciu amorf film subtire creand in jur de 6% -8%, cadmiu telurura film subtire 8%-10%, policristalina, de asemenea, mentionata ca siliciu multicristalin 12%-15% si monocristalin 14%-19% . Aceste rate ale eficientei sunt impinse mai mult in fiecare an cu tehnologii noi si siliciu mai eficient.
Solar Innova produce numai celule monocristaline si policristaline. Cele mai semnificative diferente sunt:
Monocristalin
Sunt create dintr-un singur cristal și sunt tăiate dintr-un bloc de cristal care a crescut doar intr-o directie (un avion). Monocristalina este mai dificila pentru producator, facand o optiune mai costisitoare cu o eficienta mai mare decat celulele multicristaline (policristaline).
Policristaline
Sunt create dintr-un cristal cu multe fatete, care este taiat dintr-un bloc de cristal cultivat in mai multe directii, ceea ce le face usor mai putin eficiente pentru aceleasi celule de dimensiuni monocristaline, adica avand o suprafata mai mare pentru aceeasi putere de iesire.
Producere
Tehnologia de generare a energiei solare este bazata pe siliciu, un element comun care cuprinde aproximativ 25% din crusta pamantului in masa.
Celulele solare sunt produse din materii prime de siliciu intr-un proces in mai multe etape. In primul rand, nisipul cuartit brut este prelucrat pentru a produce siliciu metalurgic. Acest material este purificat in continuare la materii prime semiconductoare sau polisilicon de calitate solara. Materiile prime reciclabile de siliciu, care includ topurile si cozile de portiuni aruncate de lingouri de siliciu, resturi de oale si plachete de silicon sparte, obtinute din industria de semiconductori si de energie solara, pot fi, de asemenea, utilizate ca materii prime. Utilizarea materiilor prime siliciu recuperabile pentru fabricarea lingourilor poate avea ca rezultat un cost total mai mic al materiilor prime. Cu toate acestea, utilizarea materiilor prime siliciu recuperabile creste dificultatea producerii de lingouri de calitate similara cu cele fabricate numai din polisiliciu.
In procesul de fabricare a energiei solare pe baza de siliciu cristalin cel mai utilizat, materia prima este topita in cuptoare cu temperatura ridicata si apoi formata in lingouri printr-un proces de cristalizare.
Lingourile sunt taiate si taiate pentru a produce plachete care formeaza baza unei celule solare. In procesul de fabricatie se adauga electrozi in placa pentru conectivitate electrica. Plachetele sunt apoi curatate si tratate inainte de introducerea lor in procesul de fabricație.
Cu tratamentul adecvat, se creeaza diferite straturi care produc un camp electric care separa sarcinile pozitive si negative de indata ce lumina cade pe celulele solare. Incarcatoarele raman disponibile pentru utilizare la cei doi poli ai celulei solare, ca in cazul unei baterii. Cand lumina cade pe siliciu de inalta puritate, efectul fotovoltaic provoaca eliberarea de electroni de la atomii de siliciu. Cand siliciul este transformat intr-o celula cu electrod colector, efectul fotovoltaic genereaza un curent electric.
Scurta prezentare a celor mai importanti pasi din procesul de fabricatie a celulelor solare:

