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Solarpanel ist ein Solarenergiesystem das Sonnenstrahlung direkt oder indirekt durch photoelektrischen Effekt oder photochemischen Effekt durch Absorption von Sonnenlicht in elektrische Energie umwandelt. Das Hauptmaterial der meisten Solarmodule ist "Silizium". Aufgrund der hohen Produktionskosten ist es jedoch mit gewissen Einschränkungen weit verbreitet.
Im Vergleich zu herkömmlichen Batterien und wiederaufladbaren Batterien gehören Solarzellen zu den energiesparenderen und umweltfreundlicheren grünen Produkten, also der Solarenergie.
Material für Sonnenkollektoren:
Derzeit sind kristalline Siliziummaterialien für Solarmodule (einschließlich Polysilizium und monokristallines Silizium) mit einem Marktanteil von mehr als 90 % die wichtigsten Photovoltaikmaterialien. Darüber hinaus werden sie noch für längere Zeit die Hauptmaterialien für Solarzellen sein.
Die Produktionstechnologie für Polysiliziummaterial für Solarmodule liegt seit langem in den Händen von 10 Fabriken von 7 Unternehmen in 3 Ländern, darunter den Vereinigten Staaten, Japan und Deutschland, was zu einer Situation der Technologieblockade und des Marktmonopols führt.
Die Nachfrage nach Polysilizium kommt hauptsächlich von Halbleitern und Solarzellen.
Je nach Reinheitsanforderungen wird es in Elektronenebene und Solarenergieebene unterteilt.
Mit der rasanten Entwicklung der Photovoltaikindustrie steigt die Wachstumsrate von Solarzellen' Die Nachfrage nach Polysilizium ist höher als die nach Halbleiter-Polysilizium. Es wird erwartet, dass die Nachfrage nach Solar-Polysilizium bis 2008 die Nachfrage nach Elektronik-Polysilizium übersteigen wird.
Im Jahr 1994 betrug die Gesamtproduktion von Solarzellen weltweit nur 69 MW. Im Jahr 2004 waren es fast 1200 MW, eine Steigerung um das 17-fache in nur 10 Jahren.
Experten gehen davon aus, dass die Solar-Photovoltaik-Industrie in der ersten Hälfte des 21. Jahrhunderts die Atomkraft als eine der wichtigsten Grundenergiequellen ablösen wird.
Die monokristalline Siliziumsolarzelle ist eine der am schnellsten entwickelten Solarzellen. Seine Struktur und Produktionstechnologie wurden fertiggestellt. Die Produkte werden häufig im Weltraum und auf der Erde eingesetzt.
Die Solarzellen bestehen aus hochreinen monokristallinen Siliziumstäben.
Um die Produktionskosten, die Oberflächenanwendung von Solarzellen und andere Solarenergieniveaus von monokristallinen Siliziumstäben zu senken, wurde der Materialleistungsindex gelockert.
Einige können auch die Verarbeitung des Kopf- und Schwanzmaterials von Halbleiterbauelementen und des Abfalls von monokristallinem Siliziummaterial nutzen, indem sie den monokristallinen Siliziumstab auf komplexe Weise in die Solarzelle ziehen.
Schneiden Sie den monokristallinen Siliziumstab in Stücke, im Allgemeinen etwa 0,3 mm dick.
Nach dem Polieren, Schleifen, Reinigen und anderen Prozessen werden Siliziumwafer zu zu verarbeitenden Rohstoffen verarbeitet.
Die Verarbeitung von Solarzellen, die erste Dotierung und Diffusion auf dem Siliziumwafer, die allgemeine Dotierung für Spuren von Bor, Phosphor, Antimon und so weiter.
Die Diffusion erfolgt in einem quarzgesteuerten Hochtemperatur-Diffusionsofen.
Es bildet sich also P> auf dem Siliziumchip;
N-Kreuzung.
Anschließend wird das Siebdruckverfahren angewendet und die fein gemischte Silberpaste auf den Siliziumwafer gedruckt, um die Gitterlinie herzustellen. Nach dem Sintern wird gleichzeitig die Rückelektrode hergestellt und die Gitterlinienoberfläche mit der Reflexionsquelle beschichtet, um zu verhindern, dass eine große Anzahl von Photonen von der glatten Siliziumwaferoberfläche reflektiert wird.
Monokristalline Silizium-Solarzellen werden also aus Einzelteilen hergestellt.
Nach stichprobenartiger Prüfung und Inspektion kann das einzelne Blatt gemäß den erforderlichen Spezifikationen und der Methode der Reihen- und Parallelschaltung zu Solarzellenmodulen (Solarmodulen) zusammengebaut werden, um eine bestimmte Ausgangsspannung und einen bestimmten Ausgangsstrom zu erhalten.
Schließlich werden der Rahmen und die Materialien für die Verpackung verwendet.
Je nach Systemdesign können Benutzer Solarzellenmodule zu Solarzellenquadraten unterschiedlicher Größe, auch Solarzellenarrays genannt, formen.
Derzeit liegt der photoelektrische Umwandlungswirkungsgrad monokristalliner Siliziumsolarzellen bei etwa 15 %, und die Laborergebnisse liegen ebenfalls bei über 20 %.
Für die Herstellung von Polysilizium-Solarzellen müssen große Mengen hochreiner Siliziummaterialien verbraucht werden. Allerdings ist der Herstellungsprozess dieser Materialien kompliziert und der Stromverbrauch sehr hoch, der mehr als die Hälfte der gesamten Produktionskosten von Solarzellen ausmacht.
Darüber hinaus ist der gezogene monokristalline Siliziumstab zylindrisch und der Schnitt zur Herstellung von Solarzellen ist ebenfalls kreisförmig, sodass die Flächennutzungsrate von Solarmodulen gering ist.
Daher haben einige europäische und amerikanische Länder seit den 1980er Jahren in die Entwicklung von Polysilizium-Solarzellen investiert.
Gegenwärtig bestehen die meisten polykristallinen Siliziummaterialien, die in Solarzellen verwendet werden, aus einer großen Anzahl einkristalliner Partikel oder werden aus sekundären monokristallinen Siliziumabfällen und Siliziummaterialien in metallurgischer Qualität geschmolzen und gegossen.
Der Prozess besteht darin, polykristallines Blockmaterial oder monokristallines Silizium-Kopf- und Endmaterial mit einem spezifischen Widerstand von 100 bis 300 Ohm · cm auszuwählen, nach dem Zerkleinern eine 1:5-Mischung aus Flusssäure und Salpetersäure für eine entsprechende Korrosion zu verwenden und dann mit entionisiertem Wasser zu spülen neutral und trocken sein.
Füllen Sie Polysilizium in einen Quarztiegel, geben Sie Borosilikat in einer geeigneten Menge hinzu, geben Sie es in einen Gießofen und erhitzen Sie es, bis es im Vakuumzustand schmilzt.
Nach dem Schmelzen sollte es etwa 20 Minuten lang warm gehalten und dann in die Graphitform eingespritzt werden. Nach langsamem Erstarren und Abkühlen erhält man einen Polysiliciumbarren.
Dieser Siliziumbarren kann in Würfel gegossen, in Scheiben geschnitten und zu quadratischen Solarzellen verarbeitet werden, was die Materialausnutzung verbessern und den Zusammenbau erleichtern kann.
Der Herstellungsprozess von Polysilizium-Solarzellen ähnelt dem von monokristallinen Solarzellen. Der Wirkungsgrad der photoelektrischen Umwandlung beträgt etwa 12 % und ist damit etwas niedriger als der von monokristallinen Solarzellen. Da die Materialherstellung jedoch einfach ist, der Stromverbrauch geringer ist und die Gesamtproduktionskosten relativ niedrig sind, wurde viel weiterentwickelt.