Ale z czego są wykonane i jaka jest budowa panelu fotowoltaicznego? W tym artykule znajdziesz odpowiedzi na te pytania.
Jaka jest budowa panelu fotowoltaicznego
Z czego więc wykonane są panele słoneczne? Istnieje kilka podstawowych „składników”, które tworzą panele fotowoltaiczne: silikon, ogniwa słoneczne, szkło. Większość paneli słonecznych jest wykonana z płytek krzemowych, bardziej znanych jako piasek. Krzem jest świetnym materiałem do budowy, ponieważ jest dostępny w obfitości. W rzeczywistości krzem stanowi 30% skorupy ziemskiej. Jest drugim najbardziej dostępnym pierwiastkiem na ziemi, ustępując jedynie tlenowi.
Zasadniczo panele słoneczne są wykonane z ogniw słonecznych. Aby stworzyć ogniwa słoneczne, krystaliczny krzem jest krojony na kilkumilimetrowe wafle. Te wafle są następnie przycinane do kształtu i polerowane, aby przyczynić się do stworzenia ogólnego panelu słonecznego, który wytwarza energię elektryczną przez cząsteczki światła (fotony).
Aby odpowiedzieć na pytanie: „jaka jest budowa panelu fotowoltaicznego?”, należy bardziej szczegółowo opisać krok po kroku proces produkcji. Chociaż słońce jest odnawialnym źródłem energii, a procesy produkcyjne stały się w ostatnich latach bardziej wydajne, produkcja paneli słonecznych jest uciążliwa i dość kosztowna.
Jaka jest budowa panelu fotowoltaicznego: proces produkcji
Krok 1: Piasek jest przekształcany w skrystalizowany silikon
Teraz już wiesz, co jest używane do produkcji paneli słonecznych i co wpływa na to, jaka jest budowa panelu fotowoltaicznego. Jednak wytwarzanie krzemu z piasku zużywa dużo energii i jest procesem kosztownym. Skrystalizowany krzem wytwarzany jest z piasku w bardzo wysokiej temperaturze w specjalnie do tego zaprojektowanym piecu. Metoda podgrzewania piasku w piecu tworzy solidne skały silikonowe, które po ostygnięciu zbierane są z dna.
Krok 2: Formowanie wlewków
Kamienie skrystalizowanego silikonu, które są zbierane z dna pieca, są następnie topione. Proces ten tworzy wlewki, które są zasadniczo blokiem metalu o litym cylindrycznym kształcie. Kiedy silikon topi się razem, oprogramowanie maszyny sprawia, że atomy są ułożone w jednej linii podczas całego procesu i wprowadza bor. Wlew boru nadaje sztabkom dodatnią polaryzację elektryczności, która jest niezbędna w dalszej części procesu.
Krok 3: Polerowanie wafla silikonowego
Gdy wlewki silikonowe całkowicie ostygną, są one szlifowane i polerowane w celu uzyskania gładkich, płaskich boków. Gdy sztabka jest gładka i równa, producenci kroją krążki, zwane również waflami silikonowymi, które mają tylko kilka milimetrów grubości. Wafle krzemowe są cięte tak cienko, jak to możliwe, aby zmniejszyć ilość odpadów i zwiększyć wydajność produkcji.
Krok 4: Przewodniki polaryzacyjne
Do płytek krzemowych dodaje się przewodnik metalowy, taki jak bor. Powstają dwa rodzaje silikonu:
Silikon typu N: leży na powierzchni panelu słonecznego.
Silikon typu P: znajduje się poniżej silikonu typu N.
Z fizyki wiemy, że pozytywna i negatywna energia będą się wzajemnie przyciągać lub odpychać. Obróbka silikonu typu N i silikonu typu P tworzy nierównowagę mocy w panelu słonecznym. W wyniku tej nierównowagi wafle krzemowe typu N i typu P będą próbowały wypełnić puste przestrzenie w sobie nawzajem.
Krok 5: Tkanie siatki słonecznej
Ogniwa słoneczne lub silikony typu N i typu P są niezrównoważone, aby przewodzić energię, więc podczas formowania panelu słonecznego silikony są układane warstwami i lutowane razem w matrycy przypominającej siatkę. Kiedy światło słoneczne pada na panel, brak równowagi stymuluje niezrównoważone silikonowe elektrony do poruszania się, aby się wzajemnie korygować. Ten proces zachodzi wielokrotnie i to powtarzanie generuje elektryczność.