คำแนะนำในการก่อสร้างและปรับปรุง

มนุษยชาติมุ่งมั่นที่จะเปลี่ยนมาใช้แหล่งจ่ายไฟฟ้าทางเลือกซึ่งจะช่วยรักษาความสะอาด สิ่งแวดล้อมและลดต้นทุนการผลิตพลังงาน การผลิตเป็นวิธีอุตสาหกรรมสมัยใหม่ รวมถึงเครื่องรับพลังงานแสงอาทิตย์ แบตเตอรี่ อุปกรณ์ควบคุม อินเวอร์เตอร์ และอุปกรณ์อื่นๆ ที่ออกแบบมาเพื่อการใช้งานเฉพาะ

แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์เป็นองค์ประกอบหลักที่ทำให้เกิดการสะสมของรังสี ใน โลกสมัยใหม่สำหรับผู้บริโภคเมื่อเลือกแผงมีข้อผิดพลาดมากมายเนื่องจากอุตสาหกรรมนำเสนอผลิตภัณฑ์จำนวนมากภายใต้ชื่อเดียว

เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอน

ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ได้รับความนิยมในหมู่ผู้บริโภคยุคใหม่ การผลิตของพวกเขาขึ้นอยู่กับซิลิคอน ปริมาณสำรองในส่วนลึกแพร่หลายและการผลิตมีราคาไม่แพงนัก เซลล์ซิลิคอนเปรียบเทียบได้ดีกับระดับประสิทธิภาพเมื่อเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์อื่นๆ

ประเภทขององค์ประกอบ

มีการผลิตซิลิคอนประเภทต่อไปนี้:

  • โมโนคริสตัลไลน์;
  • โพลีคริสตัลไลน์;
  • สัณฐาน

อุปกรณ์รูปแบบต่างๆ ข้างต้นมีความแตกต่างกันในการจัดเรียงอะตอมของซิลิคอนในคริสตัล ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างองค์ประกอบคืออัตราการแปลงพลังงานแสงที่แตกต่างกันซึ่งสำหรับสองประเภทแรกจะอยู่ในระดับเดียวกันโดยประมาณและเกินค่าสำหรับอุปกรณ์ที่ทำจากซิลิคอนอสัณฐาน

อุตสาหกรรมปัจจุบันมีเครื่องดักจับแสงพลังงานแสงอาทิตย์หลายรุ่น ความแตกต่างระหว่างพวกเขาคืออุปกรณ์ที่ใช้ในการผลิต แผงเซลล์แสงอาทิตย์- เทคโนโลยีการผลิตและประเภทของวัสดุเริ่มต้นมีบทบาท

ชนิดโมโนคริสตัลไลน์

องค์ประกอบเหล่านี้ประกอบด้วยเซลล์ซิลิโคนที่ยึดติดกัน ตามวิธีการของนักวิทยาศาสตร์ Czochralski พบว่าซิลิคอนบริสุทธิ์อย่างแท้จริงถูกสร้างขึ้นจากการผลิตผลึกเดี่ยว กระบวนการต่อไปกำลังตัดผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปแช่แข็งและแข็งแล้วเป็นแผ่นที่มีความหนา 250 ถึง 300 ไมครอน ชั้นบาง ๆ อิ่มตัวด้วยตาข่ายโลหะของอิเล็กโทรด แม้จะมีต้นทุนการผลิตสูง แต่องค์ประกอบดังกล่าวก็มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจาก อัตราสูงการเปลี่ยนแปลง (17-22%)

การผลิตองค์ประกอบโพลีคริสตัลไลน์

เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดโพลีคริสตัลไลน์ประกอบด้วยข้อเท็จจริงที่ว่ามวลซิลิคอนหลอมเหลวจะค่อยๆ เย็นลง การผลิตไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ราคาแพง ดังนั้น ต้นทุนในการได้รับซิลิคอนจึงลดลง อุปกรณ์จัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบโพลีคริสตัลไลน์มีปัจจัยประสิทธิภาพต่ำกว่า (11-18%) ตรงกันข้ามกับอุปกรณ์แบบโมโนคริสตัลไลน์ สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าในระหว่างกระบวนการทำความเย็นมวลซิลิคอนจะอิ่มตัวด้วยฟองละเอียดเล็ก ๆ ซึ่งนำไปสู่การหักเหของรังสีเพิ่มเติม

องค์ประกอบซิลิคอนอสัณฐาน

ผลิตภัณฑ์จัดอยู่ในประเภทพิเศษเนื่องจากเป็นประเภทซิลิคอนมาจากชื่อของวัสดุที่ใช้และการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ดำเนินการโดยใช้เทคโนโลยีอุปกรณ์ฟิล์ม ในระหว่างกระบวนการผลิต คริสตัลจะปล่อยซิลิคอนไฮโดรเจนหรือซิลิโคนออกมา ซึ่งเป็นชั้นบางๆ ที่ปกคลุมพื้นผิว แบตเตอรี่มีค่าประสิทธิภาพต่ำสุด ลดลงเหลือเพียง 6% องค์ประกอบแม้จะมีข้อบกพร่องที่สำคัญ แต่ก็มีข้อได้เปรียบที่ไม่อาจปฏิเสธได้หลายประการซึ่งทำให้พวกเขามีสิทธิ์ยืนเคียงข้างประเภทที่กล่าวมาข้างต้น:

  • ค่าการดูดกลืนแสงของเลนส์สูงกว่าอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลแบบ monocrystalline และ polycrystalline ถึงสองเท่า
  • มีความหนาของชั้นขั้นต่ำเพียง 1 ไมครอน
  • สภาพอากาศที่มีเมฆมากไม่ส่งผลกระทบต่อการทำงานของการแปลงแสงซึ่งแตกต่างจากประเภทอื่น
  • เนื่องจากมีความแข็งแรงรับแรงดัดงอสูง จึงสามารถใช้งานได้ในสถานที่ที่ยากลำบากโดยไม่มีปัญหา

ตัวแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งสามประเภทที่อธิบายไว้ข้างต้นได้รับการเสริมด้วยผลิตภัณฑ์ไฮบริดที่ทำจากวัสดุที่มีคุณสมบัติสองประการ ลักษณะดังกล่าวจะเกิดขึ้นได้หากธาตุรองหรืออนุภาคนาโนรวมอยู่ในซิลิคอนอสัณฐาน วัสดุที่ได้นั้นคล้ายคลึงกับโพลีคริสตัลไลน์ซิลิคอน แต่มีความแตกต่างในทางที่ดีจากตัวชี้วัดทางเทคนิคใหม่

วัตถุดิบในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดฟิล์มจาก CdTe

การเลือกใช้วัสดุถูกกำหนดโดยความจำเป็นในการลดต้นทุนการผลิตและเพิ่มประสิทธิภาพทางเทคนิค วัสดุดูดซับแสงที่ใช้กันมากที่สุดคือแคดเมียมเทลลูไรด์ ในช่วงทศวรรษที่ 70 ของศตวรรษที่ผ่านมา CdTe ถือเป็นคู่แข่งหลักในการใช้พื้นที่ ในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ พบว่ามีการใช้พลังงานแสงอาทิตย์อย่างกว้างขวาง

สารนี้จัดว่าเป็นพิษสะสม ดังนั้นการถกเถียงกันในประเด็นความเป็นอันตรายของสารดังกล่าวจึงยังคงดำเนินต่อไป การวิจัยโดยนักวิทยาศาสตร์ได้พิสูจน์ข้อเท็จจริงแล้วว่าระดับ สารอันตรายเข้าสู่ชั้นบรรยากาศเป็นที่ยอมรับและไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม ระดับประสิทธิภาพเพียง 11% แต่ค่าไฟฟ้าที่แปลงแล้วจากองค์ประกอบดังกล่าวต่ำกว่าอุปกรณ์ประเภทซิลิคอน 20-30%

ตัวสะสมรังสีทำจากซีลีเนียม ทองแดง และอินเดียม

เซมิคอนดักเตอร์ในอุปกรณ์ ได้แก่ ทองแดง ซีลีเนียม และอินเดียม บางครั้งอาจเป็นไปได้ที่จะแทนที่อันหลังด้วยแกลเลียม สิ่งนี้อธิบายได้จากความต้องการอินเดียมสำหรับการผลิตจอแบนที่มีความต้องการสูง ดังนั้นจึงเลือกตัวเลือกการทดแทนนี้เนื่องจากวัสดุมีคุณสมบัติคล้ายกัน แต่สำหรับตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพ การเปลี่ยนทดแทนมีบทบาทสำคัญ การผลิตแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ที่ไม่มีแกลเลียมจะเพิ่มประสิทธิภาพของอุปกรณ์ถึง 14%

ตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้โพลีเมอร์

องค์ประกอบเหล่านี้จัดอยู่ในประเภทเทคโนโลยีใหม่เนื่องจากเพิ่งปรากฏในตลาด เซมิคอนดักเตอร์อินทรีย์ดูดซับแสงเพื่อแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า ฟูลเลอรีนของกลุ่มคาร์บอน, โพลีฟีนลีน, คอปเปอร์พทาโลไซยานีน ฯลฯ ถูกนำมาใช้ในการผลิต เป็นผลให้ได้ฟิล์มบาง (100 นาโนเมตร) และยืดหยุ่นได้ซึ่งในการทำงานให้ค่าสัมประสิทธิ์ประสิทธิภาพ 5-7% มูลค่ามีน้อย แต่การผลิตแผงโซลาร์เซลล์แบบยืดหยุ่นมีข้อดีหลายประการ:

  • ไม่ได้ใช้เงินจำนวนมากในการผลิต
  • ความสามารถในการติดตั้งแบตเตอรี่แบบยืดหยุ่นในส่วนโค้งซึ่งความยืดหยุ่นมีความสำคัญเป็นอันดับแรก
  • เปรียบเทียบความสะดวกและการเข้าถึงการติดตั้ง
  • แบตเตอรี่แบบยืดหยุ่นไม่มีผลกระทบที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม

การกัดด้วยสารเคมีระหว่างการผลิต

เซลล์แสงอาทิตย์ที่มีราคาแพงที่สุดคือเวเฟอร์ซิลิคอนแบบหลายคริสตัลไลน์หรือโมโนคริสตัลไลน์ เพื่อประสิทธิภาพสูงสุด รูปทรงสี่เหลี่ยมหลอกจะถูกตัดออก รูปร่างเดียวกันช่วยให้สามารถบรรจุแผ่นอย่างแน่นหนาในโมดูลในอนาคต หลังจากกระบวนการตัด ชั้นพื้นผิวที่เสียหายด้วยกล้องจุลทรรศน์จะยังคงอยู่บนพื้นผิว ซึ่งจะถูกกำจัดออกโดยใช้การกัดและการปรับพื้นผิวเพื่อปรับปรุงการรับรังสีที่ตกกระทบ

พื้นผิวที่ประมวลผลในลักษณะนี้เป็นไมโครปิรามิดที่อยู่อย่างวุ่นวาย ซึ่งสะท้อนจากขอบซึ่งแสงตกกระทบกับพื้นผิวด้านข้างของส่วนที่ยื่นออกมาอื่นๆ ขั้นตอนการคลายพื้นผิวจะช่วยลดการสะท้อนแสงของวัสดุได้ประมาณ 25% ในระหว่างกระบวนการแกะสลัก จะใช้การบำบัดด้วยกรดและด่างหลายชุด แต่เป็นที่ยอมรับไม่ได้ที่จะลดความหนาของชั้นลงอย่างมาก เนื่องจากแผ่นไม่สามารถทนต่อการบำบัดต่อไปนี้ได้

สารกึ่งตัวนำในเซลล์แสงอาทิตย์

เทคโนโลยีการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์สันนิษฐานว่าแนวคิดพื้นฐานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โซลิดสเตตคือจุดเชื่อมต่อ p-n หากคุณรวมค่าการนำไฟฟ้าแบบอิเล็กทรอนิกส์ชนิด n และค่าการนำไฟฟ้าของรูชนิด p ไว้ในแผ่นเดียว จุดเชื่อมต่อ p-n จะปรากฏขึ้นที่จุดที่สัมผัสกัน หลัก ทรัพย์สินทางกายภาพด้วยคำจำกัดความนี้ เป็นไปได้ที่จะทำหน้าที่เป็นสิ่งกีดขวางและปล่อยให้ไฟฟ้าผ่านไปในทิศทางเดียวได้ ผลกระทบนี้เองที่ช่วยให้เซลล์แสงอาทิตย์ทำงานได้อย่างถูกต้อง

จากผลของการแพร่กระจายของฟอสฟอรัส ชั้น n-type จะเกิดขึ้นที่ปลายแผ่น ซึ่งอยู่ที่พื้นผิวขององค์ประกอบที่ความลึกเพียง 0.5 ไมครอน การผลิตแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์เกี่ยวข้องกับการเจาะทะลุของพาหะของสัญญาณตรงข้ามซึ่งเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของแสง เส้นทางไปยังเขตอิทธิพลของทางแยก pn จะต้องสั้น ไม่เช่นนั้นพวกเขาจะสามารถยกเลิกกันได้เมื่อพบกัน โดยไม่ต้องผลิตไฟฟ้าแต่อย่างใด

การใช้การกัดด้วยพลาสมาเคมี

การออกแบบแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ประกอบด้วยพื้นผิวด้านหน้าพร้อมตะแกรงติดตั้งสำหรับรวบรวมกระแสไฟ และด้านหลังที่เป็นหน้าสัมผัสต่อเนื่อง ในระหว่างปรากฏการณ์การแพร่กระจาย ไฟฟ้าลัดวงจรจะเกิดขึ้นระหว่างระนาบสองระนาบและส่งต่อไปยังจุดสิ้นสุด

ในการถอดไฟฟ้าลัดวงจร มีการใช้อุปกรณ์สำหรับแผงโซลาร์เซลล์ ซึ่งช่วยให้สามารถทำได้โดยใช้พลาสมาเคมี การกัดด้วยสารเคมี หรือโดยกลไก เลเซอร์ มักใช้วิธีการสัมผัสพลาสมาเคมี การแกะสลักจะดำเนินการพร้อมกันบนกองเวเฟอร์ซิลิคอนที่ซ้อนกัน ผลลัพธ์ของกระบวนการขึ้นอยู่กับระยะเวลาของการบำบัด องค์ประกอบของผลิตภัณฑ์ ขนาดของสี่เหลี่ยมจัตุรัสของวัสดุ ทิศทางของกระแสการไหลของไอออน และปัจจัยอื่นๆ

การใช้สารเคลือบป้องกันแสงสะท้อน

เมื่อใช้พื้นผิวกับพื้นผิวขององค์ประกอบ การสะท้อนจะลดลงเหลือ 11% ซึ่งหมายความว่ารังสีหนึ่งในสิบนั้นสะท้อนจากพื้นผิวเพียงอย่างเดียวและไม่มีส่วนร่วมในการก่อตัวของกระแสไฟฟ้า เพื่อที่จะลดการสูญเสียดังกล่าวให้ทำการเคลือบด้วย การเจาะลึกแสงเป็นจังหวะโดยไม่สะท้อนกลับ นักวิทยาศาสตร์โดยคำนึงถึงกฎของทัศนศาสตร์จะกำหนดองค์ประกอบและความหนาของชั้นดังนั้นการผลิตและการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ที่มีการเคลือบดังกล่าวจะลดการสะท้อนลงเหลือ 2%

หน้าสัมผัสของการเคลือบโลหะที่ด้านหน้า

พื้นผิวขององค์ประกอบได้รับการออกแบบให้ดูดซับ จำนวนที่ใหญ่ที่สุดการแผ่รังสี มันเป็นข้อกำหนดที่กำหนดมิติและ ข้อกำหนดทางเทคนิคตาข่ายโลหะที่ใช้ เมื่อเลือกการออกแบบใบหน้า วิศวกรกำลังจัดการกับปัญหาสองประการที่ขัดแย้งกัน การสูญเสียทางแสงที่ลดลงเกิดขึ้นกับเส้นที่บางกว่าและตำแหน่งของมันอยู่ห่างจากกันมากขึ้น การผลิตแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ที่มีขนาดกริดเพิ่มขึ้นทำให้ค่าใช้จ่ายบางส่วนไม่มีเวลาในการติดต่อและสูญหายไป

ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงได้กำหนดค่าระยะห่างและความหนาของเส้นของโลหะแต่ละชนิดให้เป็นมาตรฐาน แถบที่บางเกินไปจะเปิดพื้นที่บนพื้นผิวขององค์ประกอบให้ดูดซับรังสีได้ แต่นำกระแสไฟฟ้าได้ไม่มากนัก วิธีการที่ทันสมัยการใช้งานการเคลือบโลหะประกอบด้วยการพิมพ์สกรีน ในฐานะที่เป็นวัสดุ ส่วนผสมที่มีส่วนผสมของเงินจึงเหมาะสมที่สุด เนื่องจากการใช้งานประสิทธิภาพขององค์ประกอบจึงเพิ่มขึ้น 15-17%

การเคลือบโลหะที่ด้านหลังของอุปกรณ์

โลหะถูกนำไปใช้กับด้านหลังของอุปกรณ์ตามสองรูปแบบซึ่งแต่ละรูปแบบทำงานของตัวเอง อลูมิเนียมถูกพ่นเป็นชั้นบางๆ อย่างต่อเนื่องทั่วทั้งพื้นผิว ยกเว้นแต่ละรู และรูจะถูกเติมด้วยส่วนผสมของเงินซึ่งมีบทบาทในการติดต่อ ชั้นอะลูมิเนียมตันทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์กระจกชนิดหนึ่งที่ด้านหลังโดยไม่มีค่าใช้จ่าย ซึ่งอาจสูญหายไปจากพันธะโครงตาข่ายที่แตกหักได้ ด้วยการเคลือบนี้ แผงโซลาร์เซลล์จะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น 2% ความคิดเห็นของผู้บริโภคกล่าวว่าองค์ประกอบดังกล่าวมีความคงทนมากกว่าและไม่ได้ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศที่มีเมฆมาก

ทำแผงโซลาร์เซลล์ด้วยมือของคุณเอง

ไม่ใช่ทุกคนที่สามารถสั่งซื้อและติดตั้งแหล่งพลังงานแสงอาทิตย์ที่บ้านได้ เนื่องจากต้นทุนในปัจจุบันค่อนข้างสูง ดังนั้นช่างฝีมือและช่างฝีมือจำนวนมากจึงเชี่ยวชาญการผลิตแผงโซลาร์เซลล์ที่บ้าน

ซื้อชุดโฟโต้เซลล์สำหรับ การประกอบตัวเองสามารถพบได้บนอินเทอร์เน็ตบนเว็บไซต์ต่างๆ ค่าใช้จ่ายขึ้นอยู่กับจำนวนแผ่นที่ใช้และกำลังไฟ ตัวอย่างเช่นชุดอุปกรณ์พลังงานต่ำตั้งแต่ 63 ถึง 76 W พร้อมเพลต 36 แผ่นราคา 2,350-2560 รูเบิล ตามลำดับ ที่นี่พวกเขายังซื้อสินค้าทำงานที่ถูกปฏิเสธจากสายการผลิตด้วยเหตุผลบางประการอีกด้วย

เมื่อเลือกประเภทของโฟโตอิเล็กทริคคอนเวอร์เตอร์ ให้คำนึงถึงความจริงที่ว่าองค์ประกอบโพลีคริสตัลไลน์มีความทนทานต่อสภาพอากาศที่มีเมฆมากและทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าโมโนคริสตัลไลน์ แต่มีอายุการใช้งานสั้นกว่า Monocrystalline มีมากขึ้น ประสิทธิภาพสูงในสภาพอากาศที่มีแดดจัด และจะอยู่ได้นานกว่ามาก

ในการจัดระเบียบการผลิตแผงโซลาร์เซลล์ที่บ้านคุณต้องคำนวณโหลดรวมของอุปกรณ์ทั้งหมดที่จะใช้พลังงานจากตัวแปลงในอนาคตและกำหนดกำลังของอุปกรณ์ สิ่งนี้จะกำหนดจำนวนโฟโต้เซลล์โดยคำนึงถึงมุมเอียงของแผง ช่างฝีมือบางคนมีความเป็นไปได้ที่จะเปลี่ยนตำแหน่งของระนาบการสะสมขึ้นอยู่กับความสูงของครีษมายันและในฤดูหนาว - ตามความหนาของหิมะที่ตกลงมา

สำหรับการผลิตร่างกายที่พวกเขาใช้ วัสดุต่างๆ- ส่วนใหญ่มักจะติดตั้งมุมอลูมิเนียมหรือสแตนเลสไม้อัดแผ่นไม้อัด ฯลฯ ส่วนโปร่งใสทำจากแก้วออร์แกนิกหรือธรรมดา มีตาแมวลดราคาพร้อมตัวนำบัดกรีแล้ว ควรซื้อสิ่งเหล่านี้เนื่องจากงานประกอบจะง่ายขึ้น จานจะไม่วางซ้อนกัน - แผ่นด้านล่างสามารถเกิดรอยแตกขนาดเล็กได้ มีการบัดกรีและฟลักซ์ไว้ล่วงหน้า จะสะดวกกว่าในการประสานองค์ประกอบโดยวางไว้ที่ด้านการทำงานโดยตรง ในตอนท้ายแผ่นด้านนอกจะถูกเชื่อมเข้ากับบัสบาร์ (ตัวนำที่กว้างขึ้น) หลังจากนั้นจะมีเอาต์พุต "ลบ" และ "บวก"

หลังจากงานเสร็จสิ้น แผงจะถูกทดสอบและปิดผนึก ช่างฝีมือชาวต่างชาติใช้สารประกอบนี้ แต่สำหรับช่างฝีมือของเรามีราคาค่อนข้างแพง คอนเวอร์เตอร์แบบโฮมเมดถูกปิดผนึกด้วยซิลิโคนและด้านหลังเคลือบด้วยวานิชแบบอะคริลิก

โดยสรุปก็ควรจะกล่าวว่าคำวิจารณ์จากอาจารย์ที่ทำสิ่งนี้มักจะเป็นบวกเสมอ เมื่อใช้จ่ายเงินในการผลิตและติดตั้งตัวแปลงแล้ว ครอบครัวก็จะจ่ายเงินอย่างรวดเร็วและเริ่มประหยัดเงินโดยใช้พลังงานฟรี

การจัดหาไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานทดแทนถือเป็นความพยายามที่มีราคาแพงมาก เช่น การใช้ พลังงานแสงอาทิตย์เมื่อซื้ออุปกรณ์สำเร็จรูปคุณจะต้องใช้เงินจำนวนมาก แต่ทุกวันนี้เป็นไปได้ที่จะประกอบแผงโซลาร์เซลล์ด้วยมือของคุณเองสำหรับบ้านพักฤดูร้อนหรือบ้านส่วนตัวจากเซลล์แสงอาทิตย์สำเร็จรูปหรือวัสดุอื่น ๆ ที่มีอยู่ และก่อนที่คุณจะเริ่มซื้อส่วนประกอบที่จำเป็นและออกแบบโครงสร้าง คุณต้องเข้าใจว่าแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์คืออะไรและหลักการทำงานของแบตเตอรี่

แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์: คืออะไรและทำงานอย่างไร?

คนที่ต้องเผชิญกับงานนี้เป็นครั้งแรกจะมีคำถามทันทีว่า “จะประกอบแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างไร” หรือ “จะทำแผงโซลาร์เซลล์ได้อย่างไร” แต่เมื่อศึกษาอุปกรณ์และหลักการทำงานของอุปกรณ์แล้วปัญหาในการดำเนินโครงการนี้ก็หายไปเอง ท้ายที่สุดแล้วการออกแบบและหลักการทำงานนั้นเรียบง่ายและไม่ควรทำให้เกิดปัญหาในการสร้างแหล่งพลังงานที่บ้าน

แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ (SB) - สิ่งเหล่านี้คือตัวแปลงพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าซึ่งเชื่อมต่อกันในรูปแบบขององค์ประกอบอาร์เรย์และล้อมรอบด้วยโครงสร้างป้องกัน. ตัวแปลง - องค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์ที่ทำจากซิลิคอนสำหรับสร้างกระแสตรง- ผลิตออกมาเป็น 3 ประเภท คือ

  • โมโนคริสตัลไลน์;
  • โพลีคริสตัลไลน์;
  • อสัณฐาน (ฟิล์มบาง)

หลักการทำงานของอุปกรณ์นั้นขึ้นอยู่กับ เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริค- แสงแดดที่ตกกระทบโฟโตเซลล์จะทำให้อิเล็กตรอนอิสระหลุดออกจากวงโคจรสุดท้ายของแต่ละอะตอมบนแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน การย้าย ปริมาณมากอิเล็กตรอนอิสระระหว่างอิเล็กโทรดของแบตเตอรี่จะผลิตกระแสไฟฟ้าตรง ต่อไปก็แปลงเป็น เครื่องปรับอากาศสำหรับการจ่ายไฟฟ้าภายในบ้าน

การเลือกโฟโตเซลล์

ก่อนที่จะเริ่มงานออกแบบเพื่อสร้างแผงที่บ้านคุณต้องเลือกตัวแปลงพลังงานแสงอาทิตย์หนึ่งในสามประเภท ในการเลือกองค์ประกอบที่เหมาะสม คุณจำเป็นต้องทราบลักษณะทางเทคนิคขององค์ประกอบเหล่านั้น:

  • โมโนคริสตัลไลน์- ประสิทธิภาพของเพลตเหล่านี้คือ 12–14% อย่างไรก็ตาม มีความไวต่อปริมาณแสงที่ได้รับ เมฆแสงช่วยลดปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตได้อย่างมาก อายุการใช้งานนานถึง 30 ปี
  • โพลีคริสตัลไลน์- องค์ประกอบเหล่านี้สามารถให้ประสิทธิภาพได้ 7–9% แต่คุณภาพการส่องสว่างไม่ได้รับผลกระทบและสามารถส่งกระแสไฟในปริมาณเท่ากันในสภาพอากาศที่มีเมฆมากและแม้กระทั่งมีเมฆมาก ระยะเวลาการดำเนินงาน - 20 ปี
  • อสัณฐาน- ผลิตจากซิลิโคนที่มีความยืดหยุ่น พวกมันสร้างประสิทธิภาพประมาณ 10% ปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตได้ไม่ได้ลดลงตามคุณภาพของสภาพอากาศ แต่การผลิตที่มีราคาแพงและซับซ้อนทำให้ยากต่อการได้มา

หากต้องการผลิต SB ด้วยตัวเอง คุณสามารถซื้อคอนเวอร์เตอร์ประเภท B (เกรด 2) ได้ ได้แก่องค์ประกอบด้วย ข้อบกพร่องเล็กน้อยแม้ว่าคุณจะเปลี่ยนส่วนประกอบบางอย่าง แต่ราคาของแบตเตอรี่จะน้อยกว่าราคาตลาด 2-3 เท่าด้วยเหตุนี้คุณจึงประหยัดเงินได้

เพื่อให้บ้านส่วนตัวมีไฟฟ้าจาก แหล่งทางเลือกแผ่นสองประเภทแรกเหมาะที่สุดสำหรับพลังงาน

การเลือกไซต์และการออกแบบ

ควรวางแบตเตอรี่ตามหลักการ: ยิ่งสูงยิ่งดี- สถานที่ที่ดีควรเป็นหลังคาบ้านโดยไม่มีต้นไม้หรืออาคารอื่นบัง หากการออกแบบเพดานไม่สามารถรองรับน้ำหนักของการติดตั้งได้ควรเลือกตำแหน่งในพื้นที่เดชาที่ได้รับรังสีจากดวงอาทิตย์มากที่สุด

แผงที่ประกอบจะต้องอยู่ในตำแหน่งมุมที่ รังสีของดวงอาทิตย์ตกลงมาในแนวตั้งฉากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้กับองค์ประกอบซิลิกอน. ตัวเลือกที่เหมาะจะสามารถปรับการติดตั้งทั้งหมดไปในทิศทางด้านหลังดวงอาทิตย์ได้

ทำแบตเตอรี่ของคุณเอง

คุณจะไม่สามารถจัดหาไฟฟ้า 220 โวลต์จากแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ให้กับบ้านหรือกระท่อมของคุณได้ เนื่องจาก... ขนาดของแบตเตอรี่ดังกล่าวจะมหาศาล จานหนึ่งสร้างกระแสไฟฟ้าด้วยแรงดันไฟฟ้า 0.5 V ตัวเลือกที่ดีที่สุดถือเป็น SB ที่มีแรงดันไฟฟ้า 18 V. จากนี้ จะคำนวณจำนวนโฟโตเซลล์ที่ต้องการสำหรับอุปกรณ์

การประกอบเฟรม

ก่อนอื่น ต้องใช้แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์แบบโฮมเมด กรอบป้องกัน (ที่อยู่อาศัย)- สามารถทำจากมุมอลูมิเนียม 30x30 มม. หรือจากบล็อกไม้ที่บ้าน เมื่อใช้ โปรไฟล์โลหะบนชั้นวางด้านใดด้านหนึ่ง chamfer จะถูกลบออกด้วยไฟล์ที่มุม 45 องศาและชั้นวางที่สองจะถูกตัดในมุมเดียวกัน ชิ้นส่วนของเฟรมที่ตัดให้ได้ขนาดที่ต้องการด้วยปลายกลึงนั้นถูกบิดโดยใช้สี่เหลี่ยมที่ทำจากวัสดุชนิดเดียวกัน กระจกป้องกันติดกาวเข้ากับกรอบที่เสร็จแล้วโดยใช้ซิลิโคน

แผ่นบัดกรี

เมื่อทำการบัดกรีองค์ประกอบที่บ้านคุณต้องรู้เรื่องนี้ เพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้าจำเป็นต้องเชื่อมต่อ ตามลำดับและสำหรับ เพิ่มความแรงในปัจจุบัน - ขนาน- วางแผ่นหินเหล็กไฟไว้บนกระจกโดยเว้นช่องว่างไว้ 5 มม. ในแต่ละด้าน ช่องว่างนี้จำเป็นเพื่อรองรับการขยายตัวทางความร้อนขององค์ประกอบเมื่อถูกความร้อน ตัวแปลงมีสองแทร็ก: ด้านหนึ่ง " บวก"อีกด้าน-" ลบ- ชิ้นส่วนทั้งหมดเชื่อมต่อแบบอนุกรมเป็นวงจรเดียว จากนั้นนำตัวนำจากส่วนประกอบสุดท้ายของโซ่ออกมาที่บัสทั่วไป

เพื่อหลีกเลี่ยงการคายประจุอุปกรณ์เองในเวลากลางคืนหรือในสภาพอากาศที่มีเมฆมาก ผู้เชี่ยวชาญแนะนำให้ติดตั้งไดโอด Schottky 31DQ03 หรืออะนาล็อกบนหน้าสัมผัสจากจุด "ตรงกลาง"

หลังจากเสร็จสิ้นงานบัดกรีแล้ว ให้ใช้มัลติมิเตอร์ตรวจสอบแรงดันไฟเอาท์พุต ซึ่งควรเป็น 18–19 V เพื่อจ่ายไฟฟ้าให้กับบ้านส่วนตัวอย่างเต็มที่

การประกอบแผง

จากนั้นคอนเวอร์เตอร์ที่บัดกรีจะถูกวางลงในตัวเรือนที่เสร็จแล้ว ใช้ซิลิโคนที่กึ่งกลางขององค์ประกอบหินเหล็กไฟแต่ละชิ้นและปิดด้วยแผ่นใยไม้อัดด้านหลังเพื่อยึดไว้ด้านบน หลังจากนั้นโครงสร้างจะปิดด้วยฝาปิดและ ข้อต่อทั้งหมดถูกปิดผนึกด้วยน้ำยาซีลหรือซิลิโคน- แผงที่เสร็จแล้วจะติดตั้งอยู่บนที่ยึดหรือกรอบ

แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์จากเศษวัสดุ

นอกเหนือจากการประกอบ SB จากโฟโตเซลล์ที่ซื้อมาแล้ว ยังสามารถประกอบจากเศษวัสดุที่นักวิทยุสมัครเล่นมี เช่น ทรานซิสเตอร์ ไดโอด และฟอยล์

แบตเตอรี่ทรานซิสเตอร์

เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ส่วนที่เหมาะสมที่สุดก็คือ ทรานซิสเตอร์ชนิด KTหรือ - ข้างในนั้นมีขนาดค่อนข้างใหญ่ เซลล์เซมิคอนดักเตอร์ซิลิคอน,ที่จำเป็นสำหรับการผลิตไฟฟ้า เมื่อเลือกส่วนประกอบวิทยุตามจำนวนที่ต้องการแล้วคุณจะต้องตัดฝาครอบโลหะออก ในการทำเช่นนี้คุณจะต้องหนีบมันไว้ในมีดและใช้เลื่อยตัดโลหะเพื่อตัดส่วนบนออกอย่างระมัดระวัง ข้างในคุณจะเห็นจานที่จะทำหน้าที่เป็นตาแมว

ทรานซิสเตอร์สำหรับแบตเตอรี่ที่มีฝาปิดแบบตัดเฉือน

ชิ้นส่วนทั้งหมดนี้มีหน้าสัมผัสสามแบบ: ฐาน ตัวปล่อย และตัวสะสม เมื่อประกอบ SB คุณต้องเลือกหัวต่อแบบสะสมเนื่องจากความต่างศักย์ไฟฟ้าสูงสุด

การประกอบจะดำเนินการบนระนาบเรียบจากวัสดุอิเล็กทริกใด ๆ ทรานซิสเตอร์จำเป็นต้องบัดกรีเข้ากับวงจรอนุกรมที่แยกจากกันและโซ่ตรวนเหล่านี้ตามลำดับ เชื่อมต่อแบบขนาน

การคำนวณแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าที่เสร็จแล้วสามารถทำได้จากลักษณะของส่วนประกอบวิทยุ ทรานซิสเตอร์ตัวหนึ่งสร้างแรงดันไฟฟ้า 0.35 V และกระแสไฟฟ้าลัดวงจร 0.25 μA

แบตเตอรี่ไดโอด

แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ที่ทำจากไดโอด D223Bสามารถเป็นแหล่งได้จริงๆ กระแสไฟฟ้า- ไดโอดเหล่านี้มี แรงดันไฟฟ้าสูงสุดและทำในกล่องแก้วเคลือบสี- แรงดันขาออก ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปสามารถหาได้จากการคำนวณว่าไดโอดหนึ่งตัวในดวงอาทิตย์สร้างพลังงานได้ 350 มิลลิโวลต์

  1. วางส่วนประกอบวิทยุตามจำนวนที่ต้องการลงในภาชนะแล้วเติมอะซิโตนหรือตัวทำละลายอื่นแล้วปล่อยทิ้งไว้หลายชั่วโมง
  2. จากนั้นคุณต้องเอาจาน ขนาดที่เหมาะสมจากไม่ วัสดุโลหะและทำเครื่องหมายสำหรับการบัดกรีส่วนประกอบแหล่งจ่ายไฟ
  3. เมื่อแช่แล้วสีก็สามารถขูดออกได้ง่าย
  4. เมื่อใช้มัลติมิเตอร์ กลางแดดหรือใต้หลอดไฟ เราจะกำหนดหน้าสัมผัสที่เป็นบวกและงอมัน ไดโอดถูกบัดกรีในแนวตั้ง, เพราะ ในตำแหน่งนี้ คริสตัลจะผลิตกระแสไฟฟ้าจากพลังงานของดวงอาทิตย์ได้ดีที่สุด ดังนั้นที่เอาต์พุตเราจะได้แรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์จะสร้าง

นอกเหนือจากสองวิธีที่อธิบายไว้ข้างต้นแล้ว ยังสามารถประกอบแหล่งพลังงานจากฟอยล์ได้ แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ทำเองตามแบบ คำแนะนำทีละขั้นตอนตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง จะสามารถจ่ายไฟฟ้าได้แม้ว่าจะมีพลังงานต่ำมาก:

  1. สำหรับโฮมเมดคุณจะต้องมี ฟอยล์ทองแดงเนื้อที่ 45 ตร.ว. ซม. ชิ้นงานที่ตัดแล้วจะถูกนำไปแปรรูปในสารละลายสบู่เพื่อขจัดไขมันออกจากพื้นผิว แนะนำให้ล้างมือเพื่อไม่ให้ทิ้งคราบไขมัน
  2. เอเมรี่ก็จำเป็น ถอดฟิล์มป้องกันออกไซด์ออกและการกัดกร่อนประเภทอื่นๆ จากระนาบการตัด
  3. บนเตา เตาไฟฟ้าด้วยกำลังไฟอย่างน้อย 1.1 kW ให้วางแผ่นฟอยล์และให้ความร้อนจนเกิดจุดสีส้มแดง เมื่อให้ความร้อนมากขึ้น ออกไซด์ที่ได้จะถูกแปลงเป็นคอปเปอร์ออกไซด์ เห็นได้จากสีดำของพื้นผิวชิ้นงาน
  4. หลังจากการก่อตัวของออกไซด์แล้ว จะต้องให้ความร้อนต่อไป ภายใน 30 นาทีจึงเกิดฟิล์มออกไซด์ที่มีความหนาเพียงพอ
  5. การย่างหยุดและแผ่นจะเย็นลงพร้อมกับเตา เมื่อทำความเย็นอย่างช้าๆ ทองแดงและออกไซด์จะเย็นตัวลงในอัตราที่ต่างกัน ทำให้ลอกออกได้ง่ายขึ้น
  6. ใต้น้ำไหล สารออกไซด์ที่ตกค้างจะถูกกำจัดออก- ในกรณีนี้คุณไม่ควรงอแผ่นและฉีกเป็นชิ้นเล็ก ๆ โดยอัตโนมัติเพื่อไม่ให้ชั้นออกไซด์บาง ๆ เสียหาย
  7. แผ่นงานที่สองถูกตัดให้มีขนาดเท่าแผ่นแรก
  8. ใน ขวดพลาสติกด้วยปริมาตร 2-5 ลิตรเมื่อตัดคอออกคุณต้องวางฟอยล์สองชิ้น ยึดให้แน่นด้วยคลิปปากจระเข้ พวกเขาจะต้องอยู่ในตำแหน่งดังนั้นพวกเขา ไม่ได้เชื่อมต่อ.
  9. ขั้วลบเชื่อมต่อกับชิ้นส่วนที่ประมวลผล และขั้วบวกเชื่อมต่อกับชิ้นที่สอง
  10. มันถูกเทลงในขวด น้ำเกลือ- ของเขา ระดับควรอยู่ต่ำกว่าขอบด้านบนของอิเล็กโทรด 2.5 ซม- เพื่อเตรียมส่วนผสม เกลือ 2-4 ช้อนโต๊ะ(ขึ้นอยู่กับปริมาตรของขวด) ละลายในน้ำปริมาณเล็กน้อย

แผงโซลาร์เซลล์ทั้งหมดไม่เหมาะสำหรับการจ่ายไฟฟ้าให้กับกระท่อมหรือบ้านส่วนตัวเนื่องจากใช้พลังงานต่ำ แต่สามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานสำหรับวิทยุหรือชาร์จเครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดเล็กได้

วิดีโอในหัวข้อ

ใช้เป็นวัตถุดิบ ทรายควอทซ์ด้วยปริมาณซิลิคอนไดออกไซด์ที่มีมวลสูง (SiO 2) ต้องผ่านการทำให้บริสุทธิ์หลายขั้นตอนเพื่อกำจัดออกซิเจน เกิดขึ้นจากการหลอมและสังเคราะห์ที่อุณหภูมิสูงด้วยการเติมสารเคมี

  • คริสตัลที่กำลังเติบโต

    ซิลิคอนบริสุทธิ์เป็นเพียงชิ้นส่วนที่กระจัดกระจาย เพื่อจัดลำดับโครงสร้าง คริสตัลจะถูกปลูกโดยใช้วิธี Czochralski มันเกิดขึ้นเช่นนี้: วางชิ้นส่วนของซิลิคอนไว้ในเบ้าหลอม ซึ่งพวกมันจะร้อนขึ้นและละลาย เมล็ดพืชจะถูกหย่อนลงไปในการละลาย - พูดง่ายๆ ก็คือตัวอย่างคริสตัลแห่งอนาคต อะตอมถูกจัดเรียงเป็นโครงสร้างที่ชัดเจนและเติบโตบนเมล็ดทีละชั้น กระบวนการเจริญเติบโตนั้นยาวนาน แต่ผลลัพธ์ที่ได้คือผลึกขนาดใหญ่ สวยงาม และที่สำคัญที่สุดคือเป็นเนื้อเดียวกัน

  • กำลังประมวลผล.

    ขั้นตอนนี้เริ่มต้นด้วยการวัด สอบเทียบ และประมวลผลผลึกเดี่ยวที่จะให้ได้ รูปร่างที่ต้องการ- ความจริงก็คือเมื่อออกจากเบ้าหลอมเข้าไป ภาพตัดขวางเขามี ทรงกลมซึ่งไม่สะดวกต่อการทำงานมากนัก ดังนั้นเขาจึงได้รับการหลอก รูปทรงสี่เหลี่ยม- ถัดไป ผลึกเดี่ยวที่ผ่านการประมวลผลพร้อมเกลียวเหล็กในระบบกันสะเทือนคาร์ไบด์ - ซิลิคอนหรือด้วยลวดที่ชุบเพชรจะถูกตัดเป็นแผ่นที่มีความหนา 250-300 ไมครอน มีการทำความสะอาด ตรวจสอบข้อบกพร่อง และปริมาณพลังงานที่สร้างขึ้น

  • การสร้างเซลล์แสงอาทิตย์

    เพื่อให้ซิลิคอนสามารถผลิตพลังงานได้ จึงมีการเติมโบรอน (B) และฟอสฟอรัส (P) ลงไป ด้วยเหตุนี้ชั้นฟอสฟอรัสจึงได้รับอิเล็กตรอนอิสระ (ด้านชนิด n) ส่วนด้านโบรอนจะได้รับอิเล็กตรอนที่ไม่มีอยู่เช่น รู (ด้านชนิด p) ด้วยเหตุนี้ระหว่างฟอสฟอรัสและโบรอนจึงปรากฏขึ้น ทางแยกพีเอ็น- เมื่อแสงตกกระทบเซลล์ รูและอิเล็กตรอนจะถูกผลักออกจากโครงตาข่ายของอะตอมปรากฏขึ้นในอาณาเขต สนามไฟฟ้าพวกมันกระจายไปในทิศทางของประจุ หากคุณเชื่อมต่อตัวนำภายนอก พวกเขาจะพยายามชดเชยรูที่ส่วนอื่น ๆ ของแผ่น แรงดันและกระแสจะปรากฏขึ้น สำหรับการผลิตนั้นตัวนำจะถูกบัดกรีทั้งสองด้านของแผ่น

  • การประกอบโมดูล

    แผ่นเปลือกโลกจะเชื่อมต่อกันเป็นโซ่ก่อนจากนั้นจึงเชื่อมต่อเป็นบล็อก โดยทั่วไปแล้วหนึ่งจานจะมีกำลังไฟ 2 W และแรงดันไฟฟ้า 0.6 V ยิ่งมีเซลล์มากเท่าไร แบตเตอรี่ก็จะยิ่งมีพลังมากขึ้นเท่านั้น ของพวกเขา การเชื่อมต่อแบบอนุกรมให้ระดับแรงดันไฟฟ้าที่แน่นอน ขนานเพิ่มความแรงของกระแสไฟฟ้าที่สร้างขึ้น เพื่อให้บรรลุถึงพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าที่ต้องการของทั้งโมดูล จึงมีการรวมองค์ประกอบที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมและแบบขนานเข้าด้วยกัน ถัดไป เซลล์จะถูกหุ้มด้วยฟิล์มป้องกัน ถ่ายโอนไปยังกระจกและวางไว้ในกรอบสี่เหลี่ยมที่ปลอดภัย กล่องเชื่อมต่อ- โมดูลที่เสร็จสมบูรณ์แล้วจะต้องผ่านการทดสอบขั้นสุดท้าย โดยเป็นการวัดคุณลักษณะของแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบัน ใช้ได้ทุกอย่าง!

  • เซลล์แสงอาทิตย์สามารถผลิตได้ในปริมาณมากโดยมีต้นทุนที่ต่ำกว่าในปัจจุบันถึงสิบเท่า การตรวจสอบเทคโนโลยีดั้งเดิมรายงานโดยกลุ่มนักฟิสิกส์และนักเคมีที่นำโดย Brian Korgel จากมหาวิทยาลัยเท็กซัสที่ออสติน

    แทนที่จะสะสมองค์ประกอบแบบดั้งเดิมจากเฟสก๊าซในห้องสุญญากาศ นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาวิธีการพ่นสีที่ประกอบด้วยกองทัพของอนุภาคนาโนที่ไวต่อแสงลงบนพื้นผิว CIGS ของทองแดง-อินเดียม-แกลเลียมถูกนำมาใช้ในการรับรู้แสง องค์ประกอบ.

    การใช้นาโนอิงค์ที่ผลิตไฟฟ้ากับพื้นผิว Korgel และเพื่อนร่วมงานของเขาได้พัฒนาและปรับปรุงวิธีการสังเคราะห์อนุภาค CIGS ซึ่งมีขนาดเล็กกว่าเส้นผมมนุษย์ถึง 10,000 เท่า สารแขวนลอยของอนุภาคดังกล่าวจะกลายเป็นสี ซึ่งสามารถนำไปใช้กับฐานของแบตเตอรี่ในอนาคตได้อย่างง่ายดายที่อุณหภูมิห้อง

    แต่สำหรับตอนนี้แม้กระทั่ง ระบายสีง่ายๆสารตั้งต้นโพลีเมอร์สำเร็จรูปแสดงให้เห็นถึงเส้นทางสู่ตัวแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ราคาประหยัด Brian และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ผลิตเซลล์แสงอาทิตย์เหล่านี้หลายเซลล์ อนิจจาประสิทธิภาพของพวกเขามีขนาดเล็กเพียง 1% แต่นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันเชื่อว่าพวกเขาสามารถเพิ่มขึ้นเป็น 10% โดยการเพิ่มประสิทธิภาพเทคโนโลยี

    บวกกับราคาที่ถูกกว่าถึงสิบเท่า แผงคลาสสิกซึ่งจะเป็นการเปิดทางสู่ความสำเร็จเชิงพาณิชย์ของนวัตกรรม เทคโนโลยีดังกล่าวสามารถเข้าถึงตลาดได้ภายใน 3-5 ปี Korgel เชื่อ นอกจากนี้เขายังเสริมว่าหมึกชนิดใหม่นี้มีความโปร่งแสง ซึ่งจะช่วยให้สามารถทดลองสร้างกระจกหน้าต่างที่เกิดขึ้นในปัจจุบันได้

    เทคโนโลยีการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ราคาถูกพิเศษ

    แผงโซลาร์เซลล์สามารถผลิตได้ในปริมาณมากด้วยต้นทุนปัจจุบันถึงสิบเท่า นักฟิสิกส์และนักเคมีกลุ่มหนึ่งที่นำโดย Brian Korgel จากมหาวิทยาลัยเท็กซัสในออสตินรายงานเกี่ยวกับการตรวจสอบเทคโนโลยีดั้งเดิม

    เพื่อลดต้นทุนของเซลล์แสงอาทิตย์ นักวิจัยได้รวมวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่เหมาะสมที่สุดเข้ากับเทคโนโลยีการประมวลผลที่ง่ายกว่าและราคาถูกกว่า

    แทนที่จะสะสมองค์ประกอบแบบดั้งเดิมจากเฟสก๊าซในห้องสุญญากาศ นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาวิธีการพ่นสีที่ประกอบด้วยอนุภาคนาโนที่ไวต่อแสงลงบนพื้นผิว

    Copper-indium-gallium selenide CIGS ถูกใช้เป็นองค์ประกอบในการรับรู้แสง

    Korgel และเพื่อนร่วมงานของเขาได้พัฒนาและปรับปรุงวิธีการสังเคราะห์อนุภาค CIGS ซึ่งมีขนาดเล็กกว่าเส้นผมมนุษย์ถึง 10,000 เท่า สารแขวนลอยของอนุภาคดังกล่าวจะกลายเป็นสี ซึ่งสามารถนำไปใช้กับฐานของแบตเตอรี่ในอนาคตได้อย่างง่ายดายที่อุณหภูมิห้อง

    หากมีวิธีที่คล้ายกันในการฉีดพ่นสารตั้งต้นและอื่นๆ แบตเตอรี่ที่จำเป็นองค์ประกอบทางจะเปิดให้นำแผงโซลาร์เซลล์ไปติดบนหลังคาบ้านโดยตรงในลักษณะการทาสีหลายชั้น

    แต่สำหรับตอนนี้ แม้แต่การทาสีพื้นผิวโพลีเมอร์สำเร็จรูปอย่างง่าย ๆ ก็แสดงให้เห็นถึงเส้นทางสู่การได้รับตัวแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ราคาไม่แพง Brian และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ผลิตเซลล์แสงอาทิตย์เหล่านี้หลายเซลล์ ประสิทธิภาพของพวกเขาต่ำเพียง 1% แต่นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันเชื่อว่าพวกเขาสามารถเพิ่มขึ้นเป็น 10% ได้โดยการเพิ่มประสิทธิภาพเทคโนโลยี

    เมื่อรวมกับต้นทุนที่เจียมเนื้อเจียมตัวมากกว่าแผงแบบคลาสสิกถึงสิบเท่า นี่จะเป็นการเปิดทางสู่ความสำเร็จเชิงพาณิชย์ของนวัตกรรมนี้ เทคโนโลยีนี้อาจใช้เวลา 35 ปีในการเข้าถึงตลาด Korgel กล่าว นอกจากนี้เขายังเสริมว่าหมึกชนิดใหม่นี้มีความโปร่งแสง ซึ่งจะช่วยให้สามารถทดลองสร้างกระจกหน้าต่างที่เกิดขึ้นในปัจจุบันได้

    แผงโซลาร์เซลล์ในรัสเซีย

    คำทำนายของนักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์เริ่มเป็นจริง - โลกได้เข้าใจถึงพลังงานที่ไม่สิ้นสุดของดวงอาทิตย์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม - อนาคตของมนุษยชาติ ในปัจจุบัน ในบรรดาแหล่งพลังงานหมุนเวียนทั้งหมด พลังงานแสงอาทิตย์มีการพัฒนาอย่างแข็งขันมากที่สุด ในด้านไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่นักวิทยาศาสตร์มองว่าเป็นทางเลือกแทนน้ำมันและก๊าซ ซึ่งปริมาณสำรองนั้นไม่จำกัด เริ่มผลิตเครื่องแปลงไฟฟ้าโซลาร์เซลล์สำหรับแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ที่โรงงานอุปกรณ์โลหะเซรามิกใน Ryazan

    ใหม่ สายการผลิตโรงงาน Ryazan จะผลิตโมดูลสำหรับแผงโซลาร์เซลล์ที่มีกำลังการผลิต 230 วัตต์สำหรับโรงไฟฟ้าเครือข่ายขนาดใหญ่ ส่วนประกอบ - แผ่นเคลือบสารป้องกันแสงสะท้อนสีน้ำเงินและสีดำ วัตถุดิบสำหรับพวกเขาคือหนึ่งในองค์ประกอบทางธรรมชาติที่พบมากที่สุดคือซิลิคอนซึ่งเป็นทรายที่รู้จักกันดี แต่การจะกลายเป็นเซมิคอนดักเตอร์นั้นจะต้องผ่านกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ถึง 4 ขั้นตอน ผู้ผลิตซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์หลัก ได้แก่ ญี่ปุ่น สหรัฐอเมริกา และเยอรมนี ซึ่งเป็นผู้นำระดับโลกในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์

    การก่อสร้างบ้านและสถานีพลังงานแสงอาทิตย์ได้กลายเป็นหนึ่งในประเด็นสำคัญของพลังงาน ปีที่ผ่านมาโลกกำลังประสบปัญหาขาดแคลนโพลีซิลิคอน มีการต่อสู้แย่งชิงวัสดุนี้ในตลาดพลังงานชีวภาพ รัสเซียมีโอกาสที่จะเป็นคนนอก เงินทุนที่จำเป็นสำหรับการก่อสร้างโรงงานใน Ryazan พบว่าต้องขอบคุณการที่ Russian Electronics Holding และโรงงานอุปกรณ์โลหะเซรามิก Ryazan กลายเป็นส่วนหนึ่งของ Russian Technology Corporation ในอนาคตสร้างการผลิตเต็มรูปแบบตั้งแต่ต้นจนจบ ตั้งแต่การผลิตซิลิคอนไปจนถึงการผลิตส่วนประกอบเซลล์แสงอาทิตย์ การประกอบแผง และการประกอบโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์

    ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่องค์กรนี้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ได้รับเลือกให้เป็นฐานในการสร้างการผลิตแผงโซลาร์เซลล์ เมื่อ 10 ปีที่แล้ว พวกเขาเริ่มผลิตแผงโซลาร์เซลล์ที่นี่เป็นครั้งแรกและนำมาใช้ วิธีใหม่การปิดผนึกเป็นพลาสติก นี่คือความรู้เทคโนโลยีที่ได้รับการจดสิทธิบัตร

    แม้ว่าประเทศของเราไม่ได้ตั้งอยู่ในละติจูดที่มีแสงแดดมากที่สุด แต่ก็มีการวางแผนว่าในรัสเซีย 10 ปีการผลิตไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนจะเพิ่มขึ้นหลายครั้ง

    เทคโนโลยีการผลิตแผงโซลาร์เซลล์มีอะไรบ้าง?

    เทคโนโลยีในการผลิตแผงโซลาร์เซลล์มีความซับซ้อนเกินกว่าจะอธิบายโดยละเอียดในแหล่งข้อมูลนี้ แต่โดยทั่วไปแล้วมันไม่แตกต่างจากการผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์อื่น ๆ : เวเฟอร์บาง ๆ ถูกตัดจากผลึกเดี่ยวของซิลิคอนบริสุทธิ์พิเศษซึ่งมักจะเป็นชนิด p นั่นคือเจือด้วยโบรอนหรืออลูมิเนียมหลังจากนั้นจึงขัดและแกะสลัก และโครงสร้างเซมิคอนดักเตอร์ถูกสร้างขึ้นบน - - รอยต่อ p-n ที่ด้านหนึ่ง, รอยต่อ p-p+ ที่ด้านหลัง จากนั้นกริดสัมผัสจะถูกสร้างขึ้นจากชั้นของไทเทเนียม แพลเลเดียม และเงินที่ด้านหน้า และชั้นซิลเวอร์-แพลเลเดียมที่ด้านหลัง และสุดท้าย ชั้นป้องกันการสะท้อนแสงจะถูกพ่นลงบนพื้นผิว

    ด้วยวิธีนี้ จะได้เซลล์แสงอาทิตย์แบบธรรมดา เช่น ที่ผลิตจำนวนมากในทศวรรษ 1980 ในสหภาพโซเวียต ตั้งแต่นั้นมา โครงสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ก็มีความซับซ้อนมากขึ้นอย่างเห็นได้ชัด โดยมีการใช้การป้องกันการสะท้อนหลายชั้นและพื้นผิวของพื้นผิวซิลิกอน ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพในการกักเก็บแสง โครงสร้างเซมิคอนดักเตอร์ที่ซับซ้อนมากขึ้น และระบบกักเก็บกระแสไฟฟ้าขั้นสูงมากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

    ที่มา: www.membrana.ru, www.megawt.ru, sunbat.narod.ru, Alternativenergy.ru, www.bolshoyvopros.ru

    ชนเผ่าที่สูญหายของอิสราเอล ส่วนที่ 5

    ตำนานของกลุ่มดาว Canes Venatici

    งูนาค

    ปราสาทแห่งบริตตานี ส่วนที่ 3

    สถานีอัตโนมัติ Luna-13

    Luna-13 เป็นสถานีระหว่างดาวเคราะห์ของสหภาพโซเวียตสำหรับศึกษาดวงจันทร์และอวกาศ เมื่อวันที่ 21 ธันวาคม พ.ศ. 2509 มีการเปิดตัวยานยิง Molniya ซึ่งเปิดตัว...

    แมดเดอร์ผู้ร้ายกาจ

    หลังจากการตายของ Maya Zlatogorka Dazhdbog อาศัยอยู่ตามลำพังเป็นเวลานานจนกระทั่งเขาชอบเทพีแห่งความตาย Marena ลูกชายเปรันหลงรัก...

    วัฒนธรรมโรมัน

    วัฒนธรรม โรมโบราณมีการศึกษาสั้น ๆ ในทุกหลักสูตรมนุษยศาสตร์ที่มีแนวอารยธรรม แต่ความหลากหลายทั้งหมดแทบจะไม่สามารถเห็นได้ในหลักสูตรการสำรวจ -

    ระบบวิทยุติดรถยนต์ไพโอเนียร์

    ทำไมจึงควรเลือกวิทยุติดรถยนต์ Pioneer? คุณสามารถเล่นซีดีหรือเฉพาะ MP3 ได้หรือไม่? คุณมีเทคโนโลยี...

    วัฒนธรรมศตวรรษที่ 17 ในรัสเซีย

    ชีวิตทางจิตวิญญาณในยุคกลางทั้งหมดอยู่ภายใต้ความสนใจอย่างเต็มที่ โบสถ์ออร์โธดอกซ์- มีการเปลี่ยนแปลงในชีวิตทางเศรษฐกิจและสังคมของสังคม ชีวิต...

    การมีส่วนร่วมทั่วโลกของรัสเซียในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ในปัจจุบันคือ ไม่เกิน 1%ในขณะที่พลังงานแสงอาทิตย์เป็นหนึ่งในภาคส่วนที่เติบโตเร็วที่สุดของเศรษฐกิจโลก (อัตราการเติบโตทั่วโลก - 30-50% ต่อปี) ในเวลาเดียวกันในประเทศของเรายังไม่มีห้องปฏิบัติการดำเนินการ การทดสอบและรับรองเซลล์แสงอาทิตย์และโมดูลโดย มาตรฐานสากล- ดังนั้น สำหรับยุโรป ในแง่ของพลังงานแสงอาทิตย์ รัสเซียยังคงเป็น "จุดว่าง"

    เป็นที่น่าสังเกตว่าแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์มีลักษณะที่ไม่อาจปฏิเสธได้จำนวนหนึ่ง ประโยชน์:

    • โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ (PV) เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากที่สุดและง่ายต่อการก่อสร้างด้วยการออกแบบแบบโมดูลาร์
    • FES มีคุณลักษณะเด่นคือความน่าเชื่อถือสูง (ยังคงเป็นแหล่งพลังงานสำหรับดาวเทียมเกือบทั้งหมดในวงโคจรโลก เนื่องจากทำงานโดยไม่มีการพังและแทบไม่ต้องบำรุงรักษา)
    • ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานต่ำ (เนื่องจากไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว FES จึงไม่ต้องการการบำรุงรักษาเป็นพิเศษ)
    • เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม (โมดูลเหล่านี้เงียบและสะอาดไม่มีการเผาไหม้เชื้อเพลิงระหว่างการทำงาน)
    • ความเป็นโมดูล (เนื่องจากคุณสมบัตินี้โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์สามารถเข้าถึงขนาดที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงขึ้นอยู่กับความต้องการไฟฟ้า)
    • อายุการใช้งานยาวนาน (ใช้งานได้นานถึง 30 ปี)
    • ต้นทุนการก่อสร้างต่ำ (โดยปกติแล้วโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์จะสร้างขึ้นใกล้กับผู้บริโภค เช่น ไม่จำเป็นต้องขยายสายไฟในระยะทางไกล ไม่จำเป็นต้องซื้อหม้อแปลงไฟฟ้า)
    • ความเป็นอิสระของ FES จากการเปลี่ยนแปลงราคาพลังงาน

    แผงโซลาร์เซลล์เป็นที่นิยมโดยเฉพาะในประเทศทางใต้ โดยติดตั้งบนหลังคาโดยตรง อาคารที่อยู่อาศัย- เราสามารถตั้งชื่อได้หลายสาขาวิชา "สวนพลังงานแสงอาทิตย์": PEX Solar Park ในสเปน ขนาด 30 MW จ่ายไฟฟ้าให้บ้านเรือนได้มากถึง 16,000 หลังคาเรือน Solar Park ในบาวาเรีย 11 MW และในเมืองไลพ์ซิก 5 MW ในโปรตุเกส 11 MW ในเกาหลีใต้ 4 MW และในอิสราเอล - 100 เมกะวัตต์

    วันนี้มีหลายอย่าง เทคโนโลยีการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์โดยขึ้นอยู่กับการใช้วัสดุเฉพาะในการผลิตแผ่น ขึ้นอยู่กับการดูดซึมที่แตกต่างกัน วัสดุที่แตกต่างกันรังสีแสงอาทิตย์

    วัสดุที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ ซิลิคอนชนิดโมโนและโพลีคริสตัลไลน์ รวมถึง GaAs, CdTe, ซิลิคอนอสัณฐาน และอื่นๆ อีกมากมาย ตามวัสดุที่เลือกจะใช้เทคโนโลยีบางอย่างซึ่งแตกต่างกันไปในขั้นตอนการผลิตและชุดอุปกรณ์

    ส่วนใหญ่มักใช้เป็นวัตถุดิบ ซิลิคอนโมโนและโพลีคริสตัลไลน์- ประสิทธิภาพของเพลตที่ใช้วัสดุนี้มีตั้งแต่ 13 ถึง 18% (ปัจจุบันผู้ผลิตแผงโซลาร์เซลล์ชั้นนำกำลังพยายามเพิ่มประสิทธิภาพเป็น 19%) แผ่นดังกล่าวเปราะบางมากและต้องการการปกป้องเพิ่มเติม แต่ราคาถูกกว่าแผ่นที่ทำจากวัสดุอื่นมาก

    เทคโนโลยีฟิล์มบางขึ้นอยู่กับการใช้วัสดุเช่น CdTe, GaAs หรือซิลิคอนอสัณฐาน ประสิทธิภาพของเพลตดังกล่าวไม่เกิน 20% แม้ว่าในอนาคตมีแผนจะเพิ่มเป็น 22% แบตเตอรี่ดังกล่าวสามารถโค้งงอและมีความทนทานสูง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวัสดุพิมพ์ที่ใช้ ความเครียดทางกลปิดผนึก ต้นทุนของพวกเขาสูงกว่าต้นทุนของระบบซิลิคอน

    ปัจจุบันมีการผลิตแผงโซลาร์เซลล์ใน ระดับอุตสาหกรรมการดำเนินการโดยใช้เทคโนโลยีซิลิคอนจะคุ้มค่าที่สุด นี่เป็นเทคโนโลยีการผลิตที่ได้รับการศึกษามากที่สุดซึ่งให้ผลตอบแทนสูงสุด

    ด้านล่างนี้เป็นแผนภาพแสดงการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์โดยใช้ซิลิคอนหลายผลึก ห่วงโซ่นี้ประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้:

    • การเตรียมเวเฟอร์ซิลิคอน ทำความสะอาดหลังจากตัด ล้าง;
    • การสร้างโครงสร้างพื้นผิวของแผ่น การสร้างโทโพโลยีบนพื้นผิว การแกะสลัก
    • การผสม การใช้ฟอสฟอรัส
    • การแพร่กระจายของฟอสฟอรัส การเผาไหม้;
    • การสร้างทางแยก P-n แยกมันออก ลบเลเยอร์ที่ไม่จำเป็นออก
    • การใช้ชั้น SiN ป้องกันการสะท้อนแสง
    • Metallization (การสร้างหน้าสัมผัสโลหะบน ด้านหลังแผ่นโดยใช้การพิมพ์สกรีน)
    • การทำให้แห้งและการเผาไหม้
    • การสร้างหน้าสัมผัสที่ด้านหน้าของแผ่น;
    • การจัดตำแหน่งแผ่น;
    • การตรวจสอบและการทดสอบ

    อุปกรณ์สำหรับแต่ละขั้นตอนได้รับการจัดหาโดยบริษัทในยุโรปและอเมริกา - RENA, Roth&Rau, เดสแพตช์, BACCINI, แมนซ์- หนึ่งในผู้นำระดับโลกในการผลิตอุปกรณ์ในด้านพลังงานแสงอาทิตย์



    หากคุณสังเกตเห็นข้อผิดพลาด ให้เลือกส่วนของข้อความแล้วกด Ctrl+Enter
    แบ่งปัน:
    คำแนะนำในการก่อสร้างและปรับปรุง