Quy Trình Sản Xuất Tấm Pin Năng Lượng Mặt Trời - TechWay VN

Mặt trời cung cấp một nguồn năng lượng dồi dào không cạn kiệt và không sản sinh ra khí thải carbon dioxide. Tấm pin năng lượng mặt trời là một trong những thành phần chính quan trọng, giúp chuyển đổi năng lượng từ ánh sáng mặt trời thành nguồn điện cung cấp cho hệ thống điện, các thiết bị sử dụng công nghệ mặt trời.

Các tế bào quang điện tạo ra điện từ ánh sáng mặt trời. Về cơ bản, điều này có được bằng cách cho phép các hạt ánh sáng từ mặt trời đánh bật các electron từ các nguyên tử trong các tế bào PV. Đây là cách một tấm pin mặt trời được tạo ra kết hợp .Bài viết sau đây Techway sẽ chia sẻ những thông tin chi tiết về quy trình sản xuất và nguyên liệu làm pin mặt trời, để cho bạn có thể biết rõ hơn.

Tham khảo thêm tại :

• https://techway.vn/cau-tao-tam-pin-nang-luong-mat-troi/
• https://techway.vn/y-nghia-thong-so-ky-thuat-cua-pin-mat-troi/
• https://techway.vn/cach-lap-dat-pin-nang-luong-mat-troi/
• https://techway.vn/nhung-dieu-can-biet-truoc-khi-lap-dat-dien-mat-troi/
• https://techway.vn/tu-van-su-dung-dien-mat-troi-hieu-qua/

Tấm pin năng lượng mặt trời được tạo ra như thế nào ?

Như các bạn đã biết các tấm pin mặt trời  hấp thụ ánh sáng mặt trời chuyển hóa thành điện năng từ đó góp phần làm giảm hóa đơn năng lượng hàng tháng của bạn. Nhưng làm thế nào là tấm pin mặt trời tạo ra có thể hay như vậy ? Các giai đoạn để sản xuất những tuyệt tác hiện này Techway sẽ cùng các bạn trải nghiệm quy trình chế tạo nó .

Vật liệu phổ biến nhất để tạo ra các tế bào PV là tinh thể silicon. Bước đầu tiên trong việc chế tạo một tấm pin mặt trời là khai thác và tinh chế silicon. Thanh lọc thường được thực hiện với một lò điện , và silicon là một nguồn tài nguyên rất phong phú ; Trên thực tế, đó là yếu tố phong phú thứ hai (ngay sau oxy) trên hành tinh.

Silicon được biết đến là một chất bán dẫn. “Chất bán dẫn là vật liệu trung gian giữa chất dẫn điện và chất cách điện. Chất bán dẫn hoạt động như một chất cách điện ở nhiệt độ thấp và có tính dẫn điện ở nhiệt độ phòng”. Với tính chất như vậy, silicon là một thành phần quan trọng trong cấu tạo của pin năng lượng mặt trời.

Silicon tuy có mức dẫn điện hạn chế nhưng nó có cấu trúc tinh thể rất phù hợp cho việc tạo ra chất bán dẫn. Nguyên tử silicon cần 4 electron để trung hòa điện tích nhưng lớp vỏ bên ngoài một nguyên tử silicon chỉ có một nửa số electron cần thiết nên nó sẽ bám chặt với các nguyên tử khác để tìm cách trung hòa điện tích.

Ảnh minh họa quy trình sản xuất pin mặt trời

Bước 1 : Nung nguyên liệu thô

Nguyên liệu làm pin mặt trời chính là silicon tinh khiết thế nhưng trong trạng thái tự nhiên thì nó thường rất thô, chúng có nguồn gốc từ silicon đioxit chẳng hạn như đá thạch anh (silica tinh khiết nhất) hay thạch anh nghiền.

Để tạo ra pin năng lượng mặt trời, đầu tiên sẽ đặt các nguyên liệu thô trên vào lò nung quang điện, là nơi cacbon được sử dụng để giải phóng oxy. Sản phẩm của quá trình này là carbon dioxide và silicon nóng chảy. Silicon lúc này có tạp chất 1%, chưa có tinh khiết để tạo tế bào quang điện, cần phải trải qua quá trình làm sạch thêm.

Quá trình làm sạch silicon 99% silicon tinh khiết còn lại được tinh chế hơn nữa bằng cách sử dụng kỹ thuật floating zone. Thanh silicon không tinh khiết sẽ truyền qua khu vực được gia nhiệt nhiều lần trong cùng một hướng. Mỗi lần thông qua, khu vực này sẽ kéo các tạp chất hướng tới một đầu. Vào thời điểm này, silicon đã được làm sạch, hoàn toàn tinh khiết, còn đầu chứa tạp chất được loại bỏ.

Quá trình pha tạp

Quá trình pha tạp (doping) : Các nguyên tử photpho đào bên trong silicon xốp hơn vì nó gần như trở thành chất lỏng. Nhiệt độ và thời gian cho quá trình này được kiểm soát cẩn thận để đảm bảo đường nối đồng nhất và có độ sâu thích hợp. Các Silicon tinh khiết được pha tạp với phốt pho và boron để tạo ra lượng electron dư thừa và sự thiếu hụt electron tương ứng sẽ tạo chất bán dẫn có khả năng dẫn điện. Sau quá trình này các tấm bán dẫn được hàn kín lại và đặt trong lò nung để gia nhiệt nhẹ nhàng dưới điểm nóng chảy của silic (2.570 độ F hay 1.410 độ C) với sự hiện diện của khí photpho.

Thời gian gần đây, người ta pha tạp silicon với photpho bằng cách sử dụng máy gia tốc hạt nhỏ để bắn các ion phốt pho vào thỏi. Bằng việc kiểm soát tốc độ của các ion, có thể kiểm soát được độ sâu thâm nhập của chúng.

Đặt các tiếp điểm điện

Các tiếp điểm điện kết nối từng tế bào năng lượng mặt trời với nhau và đến đầu thu của dòng điện hiện tại. Các tiếp điểm phải rất mỏng (ít nhất là ở phía trước) để không chặn ánh sáng mặt trời vào tế bào. Các kim loại như paladi / bạc, niken hay đồng được hút chân không thông qua quá trình quang khắc (photoresist), in lụa hay chỉ lắng đọng trên phần tiếp xúc của các tế bào đã được phủ một phần bằng sáp.

Sau khi đặt các tiếp điểm, các miếng mỏng được đặt giữa các tế bào. Miếng mỏng sử dụng phổ biến được làm từ đồng bọc thiếc.

Phủ lớp chống phản quang

Bởi vì silicon tinh khiết rất sáng bóng, có thể phản xạ tới 35% ánh sáng mặt trời. Nên các tấm bán dẫn silicon được phủ lớp chống phản chiếu. Lớp phủ thường được sử dụng nhất làm bằng titan dioxit và silicon oxit. Chất liệu được sử dụng cho lớp phủ hoặc là nóng lên cho đến khi các phân tử của nó bay hơi, di chuyển đến silicon và ngưng tụ, hoặc là trải qua quá trình phún xạ hay còn được gọi là sputtering.

Trong quá trình phún xạ, điện áp cao đập các phân tử ra khỏi chất liệu và để chúng vào silicon ở điện cực. Một phương pháp khác cho phép silicon phản ứng với các khí có chứa oxy hay nitơ để hình thành silicon dioxit hay silicon nitride.

Đóng gói tế bào thành tấm pin

Các tế bào được phủ một chất chống phản xạ để chúng không phản xạ lại ánh sáng mặt trời sau khi hoàn thành được đóng gói lại tạo thành các modul và được đặt vào khung kim loại bằng nhôm có tấm ốp mặt sau tạo nên sự chắc chắn cho pin cùng tấm kính bằng nhựa siêu nhẹ, có độ bền cao. Bên trong khung kim loại là vật liệu bảo vệ gồm cao su chứa silicon trong suốt hay nhựa butyryl liên kết xung quanh các tế bào, sau đó nhúng trong etylen vinyl axetat.

Phần lớn công việc cho các tấm pin mặt trời được thực hiện bởi robot chế độ chính xác. Những công nhân robot này là một phần lý do khiến giá mặt trời ngày càng cạnh tranh. Một số khía cạnh hoàn toàn tự động, nhưng một số vẫn được điều hành bởi các kỹ thuật viên.