Prosím aktualizujte svůj prohlížeč.

Zdá se, že používáte starou verzi prohlížeče Microsoft Edge. Pro co nejlepší zobrazení webové stránky Busch prosím aktualizujte svůj prohlížeč.

Tento způsob
Kontakt
Česká republika

Výroba solárních článků pomocí vakua

Využíváním nejmodernější vakuové technologie mohou výrobci vyrábět solární panely rychleji a zvýšit jejich účinnost a odolnost.

solar_panels

Vakuové aplikace

Naše odpovídající produkty

Úloha vakua při výrobě solárních článků

Solární průmysl dláždí cestu obnovitelným zdrojům energie budoucnosti. Vakuum hraje klíčovou roli při výrobě solárních panelů připravených na budoucnost. Používá se od prvního okamžiku k vytvoření křemíku, který tvoří každý článek, až po laminování finálních vrstev.

Solární panely jsou oblíbenou volbou pro spotřebitele i podniky, protože tato technologie je stále účinnější a cenově výhodnější S rostoucí poptávkou po solárních panelech však roste i potřeba efektivnějších výrobních procesů.
Vakuum umožňuje rychlejší výrobu a vyšší účinnost a odolnost solárních panelů.

Využíváním nejmodernější vakuové technologie mohou výrobci vyrábět solární panely rychleji a zvýšit jejich účinnost a odolnost.

Optimální vakuová technologie může navíc pomoci snížit množství odpadu a zvýšit udržitelnost výrobního procesu solárních panelů. Díky rovnoměrnému rozložení povlakování na solárních článcích vzniká méně odpadu.

Busch nabízí optimální vakuové řešení pro průmysl solárního napájení.

Použití vakua při výrobě solárních článků

Pomocí vakuové technologie mohou výrobci solárních panelů vyrábět odolné, efektivní a spolehlivé solární panely.

Existují čtyři hlavní použití vakua v procesu výroby solárních panelů:
  • Infografika o výrobě solárních článků

  • getMedia
  • getMedia

  • getMedia
solar_panel_production_infographic_ingot

Růst křemíkových krystalů ve vakuu

Články, které tvoří solární panel, jsou vyrobeny ze silikonu, jednoho z nejhojnějších prvků na Zemi. Vyskytuje se téměř ve všech horninách, přírodních plážových píscích a půdách, ale vždy v kombinaci s jinými prvky – obvykle s kyslíkem.

Pro solární panely je zapotřebí čistý silikon. K jeho vytvoření se roztaví polykřemík, vysoce čistá forma křemíku, a vloží se do něj zárodečný krystal. V roztaveném stavu je však křemík obzvláště reaktivní. Molekuly plynu, prachové částice a další nečistoty mohou reagovat a narušovat růst křemíkových krystalů, což v konečném důsledku ovlivňuje jejich výkon a účinnost solárního panelu.

K odstranění veškerého vzduchu z procesní komory se používá vakuový systém. Ve vakuu již křemík s ničím nereaguje, takže krystal bude bez nečistot.

V tomto prostředí bez kontaminantů lze pěstovat čistý křemík. Začne se tvořit na zárodečném krystalu. Při pomalém vytahování krystalu z roztaveného křemíku vzniká jedna dlouhá tyčinka, kterou lze nakrájet na ultratenké pláty o tloušťce přibližně 200 µm.

Určité nečistoty jsou však nezbytné. Dopováním se přidává malé množství jiného prvku, obvykle boru nebo fosforu, a vytváří se křemíkový plát. Ty se spojí s atomy křemíku a vytvoří „volné elektrony“, které mohou přenášet elektřinu přes obvod. Tím se čistý křemík, izolant, mění na polovodič.
solar_cell_manufacturing_load_lock_chambers

Komory pro vkládání vzorků

Ve vakuové komoře probíhá několik kritických stupňů výroby solárních panelů, aby bylo zajištěno stabilní prostředí bez znečišťujících látek pro citlivé křemíkové destičky.

Aby se však zabránilo náhlým změnám tlaku při přesunu destiček z atmosférického stavu do hlavní komory, je nutný mezistupeň – komora pro vkládání vzorků. Plní podobnou funkci jako vzduchový zámek na dveřích kosmické lodi, který poskytuje nárazník mezi dvěma komorami při vkládání a vykládání destiček.

V komoře pro vkládání vzorků se střídá atmosférický tlak okolí s úrovní vakua v hlavní komoře. To znamená, že hlavní komora nikdy neztrácí tlak, což zajišťuje rychlou dobu cyklu a menší kontaminaci.

Vhodné výrobky pro komory pro vkládání vzorků
solar_panel_production_infographic_coating

Povlakovací procesy

Solární články jsou potaženy různými materiály. V závislosti na materiálu a technice má povlakování různé vlastnosti. Použití vakua zajišťuje rovnoměrnou distribuci, bez vzduchových bublin a rovnoměrnou tloušťku povlakovacího materiálu. To vše zvyšuje účinnost každého solárního článku.

Existují dvě různé metody povlakování používané při výrobě solárních panelů: fyzikální depozice par (PVD) a chemická depozice par plazmou (PECVD). Jedná se o techniky nanášení tenkých vrstev, ale používají se různé techniky a k různým účelům. V procesu PVD kondenzuje pára na substrátu a vytváří povlak. Proces PECVD však způsobuje chemickou reakci páry na substrátu a vytváří tenkou vrstvu.

Při výrobě solárních panelů se PVD obvykle používá k přidání fyzické vrstvy, například ochranné vrstvy, která chrání solární článek před povětrnostními vlivy.

Vhodné výrobky pro povlakování PVD

Na druhou stranu se PECVD používá tam, kde jsou požadovány specifické chemické a elektrické vlastnosti, například přidání antireflexního povlakování. Díky tomu je solární panel efektivnější, protože pomáhá článkům zachytávat světelné částice a vytvářet elektřinu. Zjistěte více o tom, jak fungují procesy povlakování.

Vhodné výrobky pro povlakování PECVD
solar_panel_production_infographic_lamination

Laminace solárních panelů

Kvalitní laminace je klíčem k zajištění dlouhé životnosti solárních panelů. Během tohoto procesu se spojí několik vrstev destiček, včetně krytu ze skla a ochranné podkladové fólie.

Vakuum odstraňuje veškerý vzduch zachycený mezi vrstvami, čímž vytváří těsné spojení a eliminuje riziko delaminace, které by mohlo časem snížit účinnost solárního panelu.

Vhodné výrobky pro laminaci

Potřebujete ve svém procesu vakuum?

Navrhneme vám vakuové řešení na míru vašim požadavkům.

Naše odpovídající produkty

Naše vakuová řešení se používají ve velkých závodech na výrobu solárních panelů. Po celém světě. A jsou známá svojí spolehlivostí. Ve všech stupních výroby solárních panelů.

 
Povlakování PVD
Povlakování CVD/PECVD
Laminování
Komory pro vkládání vzorků
 
COBRA NX
PANDA WV
✓
(komora pro vkládání vzorků)
 
 
✓
COBRA NX
PUMA WY
✓
(procesní komora)
 
 
✓
COBRA DS
✓
✓
(komora pro vkládání vzorků / procesní komora)
✓
✓
COBRA NC
PANDA WV
 
 
✓
(první komora)
✓
COBRA NX
PANDA WV
 
 
✓
(druhá komora)
✓
MINK MM
 
 
✓
 
COBRA NX
PANDA WV
 
 
✓
✓

Přečtěte si více o výrobě solárních článků pomocí vakua

Jaký je rozdíl mezi solárním článkem a solárním panelem?

Když mluvíme o solární energii, máme tendenci mluvit o solárních panelech. Solární panel však není nejmenší komponenta. Nejmenší je solární článek nebo fotovoltaický článek. Skládá se ze dvou vrstev polovodičových destiček. Při paralelním zapojení více solárních článků tvoří jeden solární modul. Moduly jsou zapouzdřeny a utěsněny jako jeden celek.

Jeden nebo více solárních modulů zabalených jako instalovatelná jednotka se stává solárním panelem. A solární soustava se skládá z několika solárních panelů zapojených do série nebo paralelně – ať už se jedná o několik malých modulů, nebo plochu několika hektarů.

Jak se solární panely vyrábějí?

Proces výroby solárních panelů, známých také jako fotovoltaické (PV) panely, se skládá z několika kroků, včetně výroby křemíkových destiček, zpracování článků a montáže modulů.

Nejběžnější výrobní proces solárních panelů zahrnuje následující tři vakuové aplikace:

  • Růst křemíkových krystalů: křemenný písek (SiO2) se zahřívá při vysokých teplotách s redukčním činidlem (uhlíkem) v peci. Molekuly kyslíku v písku se spojí s uhlíkem a vytvářejí oxid uhelnatý (CO), který za sebou zanechává čistý roztavený křemík. Na křemíkový povrch se umístí tyčinka zárodečného krystalu a pomalu se vytahuje nahoru. Tento proces v kombinaci s rotací vytváří křemíkový ingot. Aby se zabránilo vniknutí nečistot do křemíkového krystalu, probíhá tento proces ve vakuu. Poté se křemíkový ingot nakrájí na papírově tenké kotouče zvané křemíkové destičky.
  • Procesy povlakování: V závislosti na typu vyráběného solárního panelu procházejí křemíkové pláty různými chemickými procesy, než se vyrobí solární články. Jelikož je čistý křemík lesklý, jsou články reflexní. Na jejich povrch se tak ve vakuu nanáší antireflexní povlakování.
  • Laminace solárních panelů: Několik solárních článků je spojeno kovovými konektory a vytváří solární modul. Na horní stranu modulu je umístěna tenká vrstva skla a zadní deska je vyrobena z vysoce odolného materiálu na bázi polymerů. Vakuum zajišťuje odstranění veškerého zachyceného vzduchu mezi vrstvami, což zajišťuje pevnost a dlouhou životnost hotového modulu.

Existují různé typy solárních panelů?

Existují čtyři hlavní typy solárních panelů:

  • Monokrystalické panely, známé také jako jednokrystalicképanely, se vyrábějí pěstováním jednoho čistého křemíkového krystalu, který je nařezán na několik destiček. Jsou ideální pro místa s omezeným prostorem. Dokonce i v oblastech s nízkým slunečním zářením jsou tyto solární panely schopny shromažďovat maximální množství energie.
  • Pasivovaný emitor a panely zadních článků (PERC) jsou modifikovanou verzí monokrystalických panelů se zvýšenou účinností. Na zadní straně mají dodatečnou reflexní vrstvu. To jim umožňuje zachytit další fotony a vyrobit více solární energie než tradiční panel.
  • Polykrystalické nebo multikrystalickésolární panely se skládají z několika křemíkových krystalů. Destičky se vytvářejí roztavením několika křemíkových fragmentů dohromady. Tato směs se poté odlije do formy o velikosti solárního článku. Díky tomu jsou polykrystalické panely šetrnější k životnímu prostředí, protože při jejich formování nevzniká téměř žádný odpad. V rámci této kategorie lze rozlišovat mezi následujícími dvěma typy:
    • Tunelový oxidový pasivovaný kontakt (TOPCon): Na zadní straně článku je přidána ultratenká vrstva oxidu. Díky tomu článek zvládá vyšší napětí, čímž se zvyšuje výroba energie. Články TOPCon jsou také účinnější než články PERC, zejména za horších světelných podmínek.
    • Heterojunkce (HJT): tyto články jsou tvořeny třemi vrstvami fotovoltaického materiálu. Používají dvě různé technologie článků, polykrystalický křemík a tenkovrstvý křemík, které společně vyrábějí elektřinu. Články HJT jsou obecně kombinovány tak, aby vytvářely větší panely než jiné článkové technologie a mohou dosahovat vysokých stupňů účinnosti.
  • Tenkovrstvésolární panely se skládají z několika vrstev. Tyto vrstvy jsou tak tenké, že jsou ohebné. Panely jsou lehčí a snadněji se instalují, protože nevyžadují podkladový rám. Tenkovrstvé solární panely nejsou vyrobeny ze silikonu, ale z telluridu kadmia (CdTe), amorfního křemíku (a-Si) a selenidu mědi indium galia (CIGS), známého také jako perovskit. Jsou účinnější než články HJT.

Každý typ solárních panelů využívá vakuum v různých stupních procesu výroby solárních panelů. V závislosti na typu to může být během růstu křemíku, povlakování nebo laminování, nebo všech tří.

Jaká je surovina pro výrobu solárních panelů?

Křemenný písek, známý také jako přírodní plážový písek, se používá k výrobě solárních panelů. Z tohoto písku lze vyrobit čistý křemík, který je hlavní surovinou potřebnou při výrobě solárních panelů. Čistý křemík je ve svém roztaveném stavu extrémně reaktivní, takže se zpracovává ve vakuu, aby se zabránilo vniknutí nečistot do křemíkového krystalu.