Zaktualizuj przeglądarkę.

Wygląda na to, że używasz starej wersji przeglądarki Microsoft Edge. Aby czerpać jak najwięcej ze strony internetowej Busch, zaktualizuj używaną przeglądarkę.

Tędy
Kontakt
Polska

Produkcja ogniw słonecznych z wykorzystaniem próżni

Dzięki zastosowaniu najnowocześniejszej technologii próżniowej producenci mogą szybciej produkować panele słoneczne o większej sprawności i trwałości.

solar_panels

Zastosowania próżniowe

Nasze odpowiednie produkty

Rola próżni w produkcji ogniw słonecznych

Branża fotowoltaiczna toruje drogę do odnawialnych źródeł energii przyszłości. Próżnia odgrywa kluczową rolę w przyszłościowej produkcji paneli słonecznych. Jest wykorzystywana od pierwszego momentu produkcji, którym jest wytwarzania krzemu tworzącego każde ogniwo, aż po laminowanie warstw końcowych w jeden panel.

Panele słoneczne są popularnym wyborem dla konsumentów i firm, ponieważ technologia staje się coraz sprawniejsza i bardziej ekonomiczna. Jednak wraz ze wzrostem zapotrzebowania na panele słoneczne rośnie również zapotrzebowanie na bardziej wydajne procesy produkcyjne.
Próżnia umożliwia szybszą produkcję oraz zwiększoną sprawność i trwałość paneli słonecznych.

Dzięki zastosowaniu najnowocześniejszej technologii próżniowej producenci mogą szybciej produkować panele słoneczne o większej sprawności i trwałości.

Ponadto optymalna technologia próżniowa może również pomóc w zmniejszeniu ilości odpadów i zwiększeniu stopnia zrównoważonego rozwoju procesu produkcyjnego paneli słonecznych. Dzięki równomiernemu rozprowadzaniu powłok na ogniwach słonecznych powstaje mniej odpadów.

Firma Busch oferuje optymalne rozwiązania próżniowe dla przemysłu fotowoltaicznego.

Zastosowania próżni w produkcji ogniw słonecznych

Dzięki zastosowaniu technologii próżniowej producenci paneli słonecznych mogą produkować trwałe, sprawne i niezawodne panele słoneczne.

Istnieją cztery główne zastosowania próżni w procesie produkcji paneli słonecznych:
  • Infografika dotycząca produkcji ogniw słonecznych

  • getMedia
  • getMedia

  • getMedia
solar_panel_production_infographic_ingot

Rosnące kryształy krzemu w próżni

Ogniwa panelu słonecznego są wykonane z krzemu, jednego z najczęściej występujących pierwiastków na Ziemi. Występuje niemal we wszystkich skałach, naturalnych piaskach plażowych i glebach, ale zawsze w połączeniu z innymi pierwiastkami — zazwyczaj tlenem.

Do produkcji paneli słonecznych potrzebny jest czysty krzem. W tym celu stapia się polikrzem, czystą formę krzemu, a następnie wprowadza się zarodek krystalizacji. Jednak w stanie stopionym krzem staje się szczególnie reaktywny. Cząsteczki gazu, drobiny pyłu i inne zanieczyszczenia mogą reagować i zakłócać wzrost kryształów krzemu, ostatecznie wpływając na ich parametry i wydajność panelu słonecznego.

System próżniowy służy do usuwania całego powietrza z komory procesowej. W próżni krzem nie ma już z czym reagować, więc kryształ jest wolny od zanieczyszczeń.

W tym środowisku bez zanieczyszczeń może rosnąć czysty krzem. Zaczyna formować się na zarodku krystalizacji. Podczas powolnego wyciągania kryształu ze stopionego krzemu powstaje jeden długi pręt, który można pociąć na ultracienkie płytki o grubości około 200 µm.

Pewne zanieczyszczenia są jednak niezbędne. Domieszkowanie polega na wprowadzeniu niewielkich ilości innego pierwiastka, zazwyczaj boru lub fosforu, w celu utworzenia płytki krzemowej. Łączą się one z atomami krzemu i tworzą „elektrony swobodne”, które umożliwiają przepływ prądu elektrycznego przez obwód. W ten sposób czysty krzem, będący izolatorem, staje się półprzewodnikiem.
solar_cell_manufacturing_load_lock_chambers

Komory typu load-lock

Kilka krytycznych etapów produkcji paneli słonecznych odbywa się w komorze próżniowej, aby zapewnić stabilne środowisko bez zanieczyszczeń dla wrażliwych płytek krzemowych.

Aby jednak uniknąć nagłych zmian ciśnienia podczas przenoszenia płytek z warunków atmosferycznych do komory głównej, konieczny jest poziom pośredni — komora typu load lock. Pełni ona podobną funkcję jak śluza powietrzna przy włazie statku kosmicznego, tworząc bufor między dwiema komorami podczas załadunku i rozładunku płytek.

Komora typu load lock jest przełączana pomiędzy ciśnieniem otoczenia atmosferycznym a poziomem próżni w komorze głównej. Oznacza to, że komora główna nigdy nie traci ciśnienia, co zapewnia krótkie czasy cyklu i mniejsze zanieczyszczenia.

Dopasowane produkty do komór typu load lock
solar_panel_production_infographic_coating

Procesy powlekania

Ogniwa słoneczne są powlekane różnymi materiałami. W zależności od materiału i techniki powłoka może mieć różne właściwości. Zastosowanie próżni zapewnia równomierne rozprowadzenie materiału powłoki, brak pęcherzyków powietrza i jednolitą grubość powłoki. Wszystko to zwiększa sprawność każdego ogniwa słonecznego.

W produkcji paneli słonecznych stosuje się dwie różne metody nanoszenia powłok: fizyczne osadzanie z fazy gazowej (PVD) i chemiczne osadzanie z fazy gazowej (PECVD) wspomagane plazmą. Są to dwie techniki nanoszenia cienkich warstw, ale wykorzystują one różne metody i są stosowane do różnych celów. W procesie PVD para skrapla się na substracie,tworząc powłokę. Proces PECVD powoduje jednak reakcję chemiczną pary na substracie, tworząc cienką warstwę.

W produkcji paneli słonecznych proces PVD jest zazwyczaj stosowany do dodawania warstwy fizycznej, takiej jak warstwa ochronna chroniąca ogniwo słoneczne przed czynnikami atmosferycznymi.

Dopasowane produkty do nanoszenia powłok PVD

Proces PECVD stosuje się natomiast tam, gdzie wymagane są określone właściwości chemiczne i elektryczne, np. do dodawania powłoki antyrefleksyjnej. Dzięki temu panel słoneczny jest bardziej sprawny, ponieważ pomaga ogniwom wychwytywać cząstki światła w celu wytwarzania energii elektrycznej. Dowiedz się więcej o tym, jak działają procesy powlekania.

Dopasowane produkty do nanoszenia powłok PECVD
solar_panel_production_infographic_lamination

Laminacja modułów fotowoltaicznych

Wysokiej jakości laminacja jest kluczem do zapewnienia długiej żywotności modułów fotowoltaicznych. W tym procesie klejonych jest kilka warstw płytek, wraz z osłoną ze szkła i ochronną folią nośną.

Próżnia usuwa powietrze uwięzione między warstwami, tworząc szczelne połączenie i eliminując ryzyko rozwarstwienia, które z czasem może zmniejszyć sprawność modułu fotowoltaicznego.

Dopasowane produkty do laminacji

Potrzebujesz próżni w swoim procesie?

Zaprojektujemy dla Ciebie dopasowane do wymagań rozwiązanie próżniowe.

Nasze odpowiednie produkty

Nasze rozwiązania próżniowe są stosowane w najważniejszych zakładach produkcyjnych paneli słonecznych. Na całym świecie. Słyną ze swej niezawodności. Na wszystkich etapach produkcji paneli słonecznych.

 
Powłoka PVD
Powłoka CVD/PECVD
Laminowanie
Komora typu load lock
 
COBRA NX
PANDA WV
✓
(komora typu load lock)
 
 
✓
COBRA NX
PUMA WY
✓
(komora procesowa)
 
 
✓
COBRA DS
✓
✓
(komora typu load lock / komora procesowa)
✓
✓
COBRA NC
PANDA WV
 
 
✓
(pierwsza komora)
✓
COBRA NX
PANDA WV
 
 
✓
(druga komora)
✓
MINK MM
 
 
✓
 
COBRA NX
PANDA WV
 
 
✓
✓

Dowiedz się więcej o produkcji ogniw słonecznych za pomocą próżni

Jaka jest różnica między ogniwem a panelem słonecznym?

Kiedy mówimy o energii słonecznej, zazwyczaj mamy na myśli panele słoneczne. Jednak panel słoneczny nie jest najmniejszym komponentem. Najmniejszym jest ogniwo słoneczne lub fotowoltaiczne. Składa się z dwóch warstw płytek półprzewodnikowych. W przypadku równoległego połączenia kilku ogniw słonecznych tworzą one moduł fotowoltaiczny. Są szczelnie zamknięte jako jeden element.

Jeden lub więcej modułów fotowoltaicznych zapakowanych jako jednostka instalacyjna staje się panelem słonecznym. Matryca słoneczna składa się z wielu paneli słonecznych połączonych szeregowo lub równolegle — od kilku modułów do farm o powierzchni kilku hektarów.

Jak powstają panele słoneczne?

Proces produkcji paneli słonecznych, zwanych również panelami fotowoltaicznymi (PV), składa się z kilku etapów, w tym produkcji płytek krzemowych, przetwarzania ogniw i montażu modułów.

Najpopularniejszy proces produkcji paneli słonecznych obejmuje następujące trzy zastosowania próżniowe:

  • Wzrost kryształy krzemu: piasek kwarcowy (SiO2) jest podgrzewany w wysokiej temperaturze z czynnikiem redukującym (węglem) w piecu. Cząsteczki tlenu zawarte w piasku łączą się z węglem, tworząc tlenek węgla (CO) i pozostawiając czysty stopiony krzem. Na powierzchni krzemu umieszcza zarodnik krystalizacji, który powoli wyciąga się do góry. Ta czynność w połączeniu z obrotem tworzy pręt krzemowy. Aby zapobiec przedostawaniu się zanieczyszczeń do kryształu krzemu, proces ten odbywa się w próżni. Następnie pręt krzemowy jest krojony na cienkie krążki o grubości papieru, zwane płytkami krzemowymi.
  • Procesy powlekania: w zależności od rodzaju produkowanych paneli słonecznych płytki krzemowe podlegają różnym procesom chemicznym, zanim zostaną przetworzone na ogniwa słoneczne. Ponieważ czysty krzem jest błyszczący, ogniwa odbijają światło. Dlatego w próżni na ich powierzchnię nanosi się powłokę antyrefleksyjną.
  • Laminacja modułów fotowoltaicznych: kilka ogniw fotowoltaicznych jest łączonych metalowymi złączami, tworząc moduł fotowoltaiczny. Na moduł nakładana jest cienka warstwa szkła, a arkusz tylny jest wykonany z bardzo trwałego materiału na bazie polimerów. Próżnia zapewnia usunięcie powietrza uwięzionego między warstwami, zapewniając wytrzymałość i długą żywotność gotowego modułu.

Czy istnieją różne rodzaje paneli słonecznych?

Istnieją cztery główne rodzaje paneli słonecznych:

  • Panele monokrystaliczne, zwane również panelamijednokrystalicznymi, powstają w wyniku hodowli pojedynczego kryształu czystego krzemu, który jest cięty na wiele płytek. Idealnie nadają się do miejsc o ograniczonej przestrzeni. Nawet w miejscach o słabym nasłonecznieniu te panele słoneczne są w stanie pochłaniać maksymalną ilość energii.
  • Panele z pasywowanym emiterem i tylnym ogniwem (PERC) to zmodyfikowana wersja paneli monokrystalicznych o zwiększonej sprawności. Mają z tyłu dodatkową warstwę odblaskową. Umożliwia to wychwytywanie dodatkowych fotonów i wytwarzanie większej ilości energii słonecznej niż w przypadku tradycyjnego panelu.
  • Polikrystaliczne lub wielokrystalicznepanele słoneczne składają się z kilku kryształów krzemu. Płytki tworzone są przez stopienie ze sobą kilku fragmentów krzemu. Mieszanina ta jest następnie wlewana do formy o rozmiarze pojedynczego ogniwa słonecznego. Dzięki temu panele polikrystaliczne są bardziej przyjazne dla środowiska, ponieważ proces ich formowania powoduje powstawanie niewielkiej lub zerowej ilości odpadów. W ramach tej kategorii można rozróżnić dwa następujące dwa typy:
    • Tunelowy kontakt pasywowany tlenkiem (TOPCon): na tylnej stronie ogniwa dodawana jest ultracienka warstwa tlenku. Dzięki temu ogniwo obsługuje wyższe napięcia, zwiększając produkcję mocy. Ogniwa TOPCon są również sprawniejsze niż ogniwa PERC, zwłaszcza w warunkach słabego oświetlenia.
    • Heterozłącze (HJT): ogniwa te składają się z trzech warstw materiału fotowoltaicznego. Wykorzystują dwie różne technologie ogniw: krzem polikrystaliczny i krzem cienkowarstwowy, które współpracują ze sobą w celu wytwarzania energii elektrycznej. Ogniwa HJT są zazwyczaj łączone w celu utworzenia większych paneli niż w przypadku innych technologii ogniw i mogą osiągnąć wysoki poziom sprawności.
  • Cienkowarstwowe panelesłoneczne składają się z kilku warstw. Warstwy te są tak cienkie, że są elastyczne. Panele są lżejsze i łatwiejsze w montażu, ponieważ nie wymagają podparcia na ramie. Cienkowarstwowe panele słoneczne nie są wykonane z krzemu, lecz z tellurku kadmu (CdTe), krzemu amorficznego (a-Si) i selenku miedzi, indu i galu (CIGS), znanego również jako perowskit. Są one sprawniejsze niż ogniwa HJT.

Każdy typ panelu słonecznego wykorzystuje próżnię na różnych etapach procesu produkcji. W zależności od typu może to być w trakcie wzrostu krzemu, powlekania, laminowania lub wszystkich trzech etapów.

Jaki jest surowiec do produkcji paneli słonecznych?

Piasek kwarcowy, znany również jako naturalny piasek plażowy, jest używany do produkcji paneli słonecznych. Z tego piasku można wyprodukować czysty krzem, który jest głównym materiałem niezbędnym do produkcji paneli słonecznych. Czysty krzem jest niezwykle reaktywny w stanie stopionym, dlatego przetwarza się go w procesie próżniowym, aby zapobiec przedostawaniu się zanieczyszczeń do kryształu krzemu.

Historie sukcesu