Tấm quang điện được sản xuất như thế nào?
Các tấm quang điện được sản xuất như thế nào?
Công nghệ của tấm quang điện đã tăng lên đáng kể trong những năm gần đây. Các tấm quang điện mang lại nhiều lợi ích bao gồm không phát thải, không tiếng ồn và không có bộ phận chuyển động – chưa kể đến tuổi thọ cực kỳ dài – chúng là một trong những công nghệ quan trọng thúc đẩy quá trình chuyển đổi sang năng lượng sạch của chúng ta . Nhưng bạn đã bao giờ tự hỏi các tấm quang điện được tạo ra như thế nào – và cần những vật liệu gì để tạo ra chúng chưa?
Tấm quang điện được làm bằng gì?
Ngoài việc sản xuất năng lượng sạch, các tấm quang điện còn gây ra ít ô nhiễm môi trường vì chúng chủ yếu được làm từ ba vật liệu đơn giản: Silicon, thuỷ tinh, kim loại
Silicon
Silicon là thành phần quan trọng trong mỗi tấm quang điện, tạo ra hiệu ứng “quang điện” chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng. Rất may, mặc dù nhu cầu về hệ mặt trời tăng cao trong những năm gần đây, silicon vẫn là nguyên tố phổ biến thứ hai trong lớp vỏ trái đất sau oxy và thường được tìm thấy nhiều nhất trong cát. Tuy vậy, chỉ silicon có độ tinh khiết trên 99,99% mới có thể được sử dụng để tạo ra tấm quang điện, vì vậy nó cần nhiều vòng tinh chế bằng cách sử dụng lò nung để đốt cháy tạp chất.
Thuỷ tinh
Kính cung cấp lớp phủ bảo vệ cho mỗi mô-đun, mặc dù đây không phải là loại bạn sẽ tìm thấy trong các cửa sổ gia đình mình. Thay vào đó, các tấm quang điện sử dụng kính cường lực có hàm lượng sắt thấp – thường được gọi là kính an toàn hoặc kính cường lực – đủ bền để chịu được những hạt mưa đá. Độ dày của kính tấm quang điện có thể khác nhau tùy thuộc vào thương hiệu, nhưng nhìn chung nó dày từ 2 đến 5 mm. Nhưng mặc dù cực kỳ chắc chắn, kính tấm quang điện không phải là không thể vỡ được và một cú va chạm mạnh vẫn có thể làm vỡ nó thành những mảnh nhỏ, giống như kính chắn gió ô tô.
Kim loại
Kim loại xuất hiện ở hai khu vực của tấm quang điện: khung nhôm bên ngoài và dây đồng hoặc bạc mỏng bao phủ và kết nối tất cả các tế bào. Khung bên ngoài phục vụ hai mục đích: nó giữ tấm quang điện lại với nhau và cung cấp các điểm kẹp cần thiết để gắn từng mô-đun vào hệ thống lắp đặt. Hầu hết các thương hiệu tấm quang điện chất lượng cũng anod hóa nhôm của họ để ngăn chặn sự phá hủy của muối ở môi trường ven biển. Hệ thống dây điện trên và giữa mỗi tấm quang điện thường được làm từ đồng hoặc bạc (hoặc cả hai), là những chất dẫn điện tạo điều kiện thuận lợi cho dòng năng lượng.
Các vật liệu khác
Ngoài silicon, thủy tinh và kim loại, còn có một số vật liệu quan trọng khác cần thiết để tạo ra mô-đun năng lượng mặt trời có tuổi thọ cao. Các tế bào và hệ thống dây điện được kẹp giữa hai lớp mỏng EVA (Ethylene Vinyl Acetate), hoạt động như một bộ giảm xóc giúp giữ mọi thứ cố định trong các điều kiện thời tiết khác nhau. Mỗi tấm quang điện còn có một tấm mặt sau màu trắng làm từ polyme như Tedlar để bảo vệ các tế bào khỏi bụi bẩn và hơi ẩm đồng thời cung cấp khả năng cách điện.
Quy trình chế tạo tấm quang điện
Thoạt nhìn, quy trình sản xuất năng lượng mặt trời có vẻ khá kỹ thuật. Nhưng sau nhiều thập kỷ đổi mới, tất cả các thương hiệu năng lượng mặt trời hàng đầu hiện nay đều sử dụng các nhà máy tiên tiến, tự động hóa cao, sản xuất hàng triệu tấm pin với tốc độ và độ chính xác đáng kinh ngạc.
Đây là quá trình chuyển đổi nguyên liệu thô thành mô-đun hoàn thiện:
1. Biến cát thành silicon nguyên chất
Đầu tiên ta phải biến cát thô thành silicon có độ tinh khiết cao . Để làm được điều này, các nhà sản xuất sử dụng lò hồ quang lớn chạy ở nhiệt độ lên tới 2000°C để đốt cháy tạp chất và tạo ra đá silicon. Silicon này hiện có độ tinh khiết khoảng 99%, hoàn hảo cho hầu hết các ứng dụng, nhưng vẫn còn quá thấp đối với tấm quang điện hiệu quả. Những tảng đá chạy qua lò hình trụ thứ hai, giúp tinh chế silicon hơn nữa.
2. Doping silicon: Bổ sung boron hoặc phốt pho
Boron hoặc phốt pho được thêm vào silicon tinh khiết để hỗ trợ tạo ra điện tích. Boron được sử dụng cho tế bào loại P và phốt pho cho tế bào loại N. Silicon ‘pha tạp’ sau đó được nung chảy thành khối hình ống lớn, được gọi là thỏi.
3. Thỏi được cắt thành tấm mỏng
Với các khối silicon nguyên chất hiện đã sẵn sàng, nhà sản xuất cần cắt từng thỏi thành các tấm bán dẫn siêu mỏng để cuối cùng trở thành tấm quang điện thành phẩm. Bạn có thể hình dung quá trình này giống như việc cắt một ổ bánh mì; chỉ có điều nó sử dụng dây kim cương đặc biệt hoạt động với độ chính xác đáng kinh ngạc.
4. Chuyển đổi tấm bán dẫn thô thành tấm quang điện
Mỗi tấm wafer mới cắt, dày chưa đến nửa milimet, sau đó được phủ một lớp loại P hoặc loại N, truyền điện tích dương vào một mặt và điện tích âm cho mặt kia. Vì silicon là vật liệu sáng bóng tự nhiên nên mỗi tấm bán dẫn cũng nhận được một lớp phủ chống phản chiếu để tối đa hóa khả năng hấp thụ ánh sáng.
5. Thanh cái và ngón tay được thêm vào
Một máy in dây bao phủ mỗi tế bào bằng các “thanh cái” dọc và “ngón tay” ngang tạo ra đường dẫn điện di chuyển khi tế bào tiếp xúc với ánh sáng mặt trời.
6. Hàn, các lớp bảo vệ và lắp ráp cuối cùng
Với các ô đã hoàn thiện hiện đã sẵn sàng để lắp ráp, chúng được hàn lại với nhau thành nhóm 60 hoặc 72 dưới dạng lưới kiểu ma trận , được kẹp giữa hai lớp EVA trong suốt và nướng ở nhiệt độ cao. Sau đó, máy gắn một tấm bảo vệ phía sau vào phía sau bảng điều khiển, một tấm kính cường lực ở mặt trước và dán mọi thứ lại với nhau bằng khung nhôm.
7. Hộp nối thời tiết được thêm vào
Ở bước cuối cùng, nhà sản xuất gắn hộp nối chịu được thời tiết vào mặt sau của mô-đun, bao gồm các loại cáp cần thiết để kết nối các tấm với nhau trong quá trình lắp đặt.
Trước khi rời khỏi nhà máy, mỗi tấm quang điện hoàn thiện đều phải trải qua một loạt thử nghiệm kiểm soát chất lượng và làm sạch sâu lần cuối. Sau đó, nó được đóng gói để vận chuyển – và sẵn sàng lắp đặt trên sân thượng giống như mái nhà của bạn.
Nguồn: SolarCalculator
Hãy để LITHACO đồng hành cùng bạn trong hành trình chuyển đổi năng lượng, vui lòng liên hệ với chúng tôi theo các cách sau:
- Hotline: 1900 25 25 27
- Số điện thoại: 0918.886.502, 094.181.2233
- Zalo: 094.181.2233
- Địa chỉ: Tầng 12 Tòa nhà BW, số 15 Võ Văn Kiệt, Phường 16, Quận 8, TP.HCM
- Website: https://lithaco.vn
- Facebook: https://www.facebook.com/Lithaco.vn/
Bài Viết Liên Quan
