sales@gsl-energy.com 0086 13923720280
الألواح الشمسية هي أ نظام الطاقة الشمسية الذي يحول الإشعاع الشمسي إلى طاقة كهربائية بشكل مباشر أو غير مباشر من خلال التأثير الكهروضوئي أو التأثير الكيميائي الضوئي عن طريق امتصاص أشعة الشمس. المادة الرئيسية لمعظم الألواح الشمسية هي "سيليكون". ومع ذلك، نظرًا لتكلفة الإنتاج الكبيرة، يتم استخدامه على نطاق واسع مع قيود معينة.
بالمقارنة مع البطاريات العادية والبطاريات القابلة لإعادة الشحن، تنتمي الخلايا الشمسية إلى أكثر المنتجات الخضراء الموفرة للطاقة والصديقة للبيئة، أي الطاقة الشمسية.
مادة الألواح الشمسية:
في الوقت الحاضر، تعد مواد السيليكون البلورية للألواح الشمسية (بما في ذلك البولي سيليكون والسيليكون أحادي البلورية) من أهم المواد الكهروضوئية، حيث تبلغ حصتها في السوق أكثر من 90٪. علاوة على ذلك، فإنها ستظل المواد السائدة في الخلايا الشمسية لفترة طويلة من الزمن في المستقبل.
كانت تكنولوجيا إنتاج مادة البولي سيليكون للألواح الشمسية منذ فترة طويلة في أيدي 10 مصانع تابعة لـ 7 شركات في 3 دول، مثل الولايات المتحدة واليابان وألمانيا، مما يشكل حالة من الحصار التكنولوجي واحتكار السوق.
الطلب على البولي سيليكون يأتي بشكل رئيسي من أشباه الموصلات وخلايا الطاقة الشمسية.
وفقًا لمتطلبات النقاء المختلفة، يتم تقسيمها إلى مستوى الإلكترون ومستوى الطاقة الشمسية.
مع التطور السريع لصناعة الخلايا الكهروضوئية، معدل نمو الخلايا الشمسية' الطلب على البولي سيليكون أعلى من البولي سيليكون أشباه الموصلات. ومن المتوقع أن يتجاوز الطلب على البولي سيليكون الشمسي الطلب على البولي سيليكون من الدرجة الإلكترونية بحلول عام 2008.
وفي عام 1994، كان إجمالي إنتاج الخلايا الشمسية في العالم 69 ميجاوات فقط. وفي عام 2004، بلغت حوالي 1200 ميجاوات، أي بزيادة 17 مرة خلال 10 سنوات فقط.
ويتوقع الخبراء أن تتفوق صناعة الطاقة الشمسية الكهروضوئية على الطاقة النووية كأحد أهم مصادر الطاقة الأساسية في النصف الأول من القرن الحادي والعشرين.
تعد الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون أحادي البلورية واحدة من أسرع الخلايا الشمسية تطوراً. تم الانتهاء من هيكلها وتكنولوجيا الإنتاج. وقد تم استخدام المنتجات على نطاق واسع في الفضاء والأرض.
الخلايا الشمسية مصنوعة من قضبان السيليكون أحادية البلورة عالية النقاء.
من أجل خفض تكلفة الإنتاج، تم تخفيف التطبيق السطحي للخلايا الشمسية ومستوى الطاقة الشمسية الأخرى لقضبان السيليكون أحادية البلورية، ومؤشر أداء المواد.
يمكن للبعض أيضًا استخدام جهاز أشباه الموصلات لمعالجة مادة الرأس والذيل ونفايات مادة السيليكون أحادية البلورية، من خلال السحب المعقد إلى قضيب السيليكون أحادي البلورية المخصص للخلية الشمسية.
قطع قضيب السيليكون أحادي البلورية إلى قطع يبلغ سمكها عمومًا حوالي 0.3 مم.
بعد التلميع والطحن والتنظيف وغيرها من العمليات، يتم تحويل رقائق السيليكون إلى مواد خام ليتم معالجتها.
معالجة الخلايا الشمسية، الأولى في تطعيم وانتشار رقاقة السيليكون، والتنشيط العام لتتبع البورون والفوسفور والأنتيمون وما إلى ذلك.
يتم تنفيذ الانتشار في فرن نشر ذو درجة حرارة عالية يتم التحكم فيه بواسطة الكوارتز.
لذلك يشكل P> على شريحة السيليكون؛
تقاطع N.
ومن ثم يتم اعتماد طريقة طباعة الشاشة، ويتم طباعة معجون الفضة المخلوط بدقة على رقاقة السيليكون لصنع خط الشبكة. بعد التلبيد، يتم تصنيع القطب الخلفي في نفس الوقت، ويتم طلاء سطح خط الشبكة بمصدر الانعكاس لمنع انعكاس عدد كبير من الفوتونات على سطح رقاقة السيليكون الأملس.
لذا فإن الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون أحادي البلورة مصنوعة من قطع فردية.
بعد الفحص والفحص العشوائي، يمكن تجميع اللوحة المفردة في وحدات الخلايا الشمسية (الألواح الشمسية) حسب المواصفات المطلوبة، وطريقة التسلسل والتوازي لتكوين جهد وتيار خرج معين.
وأخيرا، يتم استخدام الإطار والمواد للتغليف.
وفقا لتصميم النظام، يمكن للمستخدمين تشكيل وحدات الخلايا الشمسية في مربعات الخلايا الشمسية بأحجام مختلفة، والمعروفة أيضًا باسم صفائف الخلايا الشمسية.
في الوقت الحاضر، تبلغ كفاءة التحويل الكهروضوئي للخلايا الشمسية السيليكونية أحادية البلورية حوالي 15%، كما تبلغ النتائج المخبرية أكثر من 20%.
يحتاج إنتاج الخلايا الشمسية المصنوعة من البولي سيليكون إلى استهلاك كمية كبيرة من مواد السيليكون عالية النقاء. ومع ذلك، فإن عملية تصنيع هذه المواد معقدة واستهلاك الطاقة مرتفع للغاية، وهو ما يمثل أكثر من نصف تكلفة إنتاج الخلايا الشمسية الإجمالية.
بالإضافة إلى ذلك، فإن قضيب السيليكون أحادي البلورية المسحوب يكون أسطوانيًا، كما أن التقطيع لتصنيع الخلايا الشمسية يكون دائريًا أيضًا، وبالتالي فإن معدل استخدام الطائرة للوحدات الشمسية منخفض.
لذلك، منذ الثمانينيات، استثمرت بعض الدول الأوروبية والأمريكية في تطوير الخلايا الشمسية المصنوعة من البولي سيليكون.
في الوقت الحاضر، تتكون معظم مواد السيليكون متعدد البلورات المستخدمة في الخلايا الشمسية من عدد كبير من الجسيمات البلورية المفردة، أو يتم صهرها وصبها بواسطة نفايات السيليكون أحادي البلورات الثانوي ومواد السيليكون المعدنية.
تتمثل العملية في اختيار مادة كتلة متعددة البلورات أو رأس السيليكون أحادي البلورية والمواد النهائية بمقاومة 100 ~ 300 أوم · سم، بعد التكسير، استخدم خليط حمض الهيدروفلوريك وحمض النيتريك بنسبة 1:5 للتآكل المناسب، ثم شطفه بالماء منزوع الأيونات تكون محايدة وجافة.
ملء البولي سيليكون مع بوتقة الكوارتز، إضافة البورسليكات إلى كمية مناسبة، ووضعه في فرن الصب، وتسخينه ليذوب في حالة فراغ.
بعد الذوبان، يجب أن يبقى دافئًا لمدة 20 دقيقة تقريبًا، ثم يتم حقنه في قالب الجرافيت. بعد التصلب والتبريد ببطء، يتم الحصول على سبيكة البولي سيليكون.
يمكن صب سبيكة السيليكون هذه إلى مكعبات ليتم تقطيعها ومعالجتها إلى خلايا شمسية مربعة، مما يمكن أن يحسن معدل استخدام المواد ويسهل التجميع.
تشبه عملية إنتاج الخلايا الشمسية المصنوعة من البولي سيليكون عملية إنتاج الخلايا الشمسية أحادية البلورية. تبلغ كفاءة التحويل الكهروضوئي حوالي 12%، أي أقل قليلاً من الخلايا الشمسية أحادية البلورية. ومع ذلك، فإن تصنيع المواد بسيط، ويتم توفير استهلاك الطاقة، وإجمالي تكلفة الإنتاج منخفضة نسبيًا، لذلك تم إجراء الكثير من التطوير.