فرآیند تولید از پانل های خورشیدی پلی کریستالی یک پروژه پیچیده و با دقت بالا شامل مراحل و فناوری های متعدد برای اطمینان از کارایی و قابلیت اطمینان محصول نهایی است. پنل های خورشیدی سیلیکونی پلی کریستالی به دلیل هزینه نسبتا پایین و عملکرد خوب به طور گسترده در سیستم های خورشیدی مسکونی، تجاری و صنعتی استفاده می شود.
1. آماده سازی مواد اولیه
مواد اولیه سیلیکونی: تولید پنل های خورشیدی سیلیکونی پلی کریستالی ابتدا به مواد اولیه سیلیکونی با خلوص بالا نیاز دارد. سیلیکون یکی از فراوان ترین عناصر روی زمین است، اما در کاربردهای خورشیدی، سیلیکون مورد استفاده باید به درجه خلوص بالایی برسد. معمولاً مواد اولیه سیلیکون از سنگ معدن بدست می آید و از طریق فرآیندهای ذوب و خالص سازی به دست می آید.
تولید شمش سیلیکون: پس از ذوب شدن مواد اولیه سیلیکون در دمای بالا، مواد ناخالص مناسب (مانند فسفر یا بور) برای تنظیم خواص رسانایی برای تشکیل شمش های سیلیکونی پلی کریستالی به آن اضافه می شود. این شمش ها معمولاً مربعی یا استوانه ای برای برش و پردازش بعدی هستند. سیلیکون مذاب به تدریج در طول فرآیند تبلور سرد می شود تا بلورهای کوچک متعددی را برای به دست آوردن شمش های سیلیکونی چند کریستالی تشکیل دهد.
2. برش شمش سیلیکون
برش شمش سیلیکون: یکی از مراحل کلیدی در ساخت پنل های خورشیدی برش شمش های سیلیکونی پلی کریستالی به برش های نازک است. با استفاده از دستگاه برش با دقت بالا، شمش سیلیکون را به برش های سیلیکونی با ضخامت حدود 200-300 میکرون برش می دهند. این برش های سیلیکونی "ویفرهای سیلیکونی" یا "سلول" نامیده می شوند و واحدهای اصلی پنل های خورشیدی هستند.
پردازش ویفر سیلیکونی: پس از برش، خراش ها و بقایای خاصی روی سطح ویفر سیلیکونی وجود خواهد داشت که برای رفع عیوب سطح و بهبود صافی سطح، نیاز به عملیات شیمیایی و صیقلی دارد. مواد شیمیایی مورد استفاده در فرآیند تصفیه به تمیز کردن ویفر سیلیکونی و حذف اکسیدها کمک می کند.
3. ساخت سلول
دوپینگ: در سطح ویفر سیلیکونی، مواد ناخالص از طریق یک فرآیند انتشار وارد می شوند تا مناطق نوع p و نوع n را تشکیل دهند. فرآیند دوپینگ به این صورت است که ویفر سیلیکونی را در یک کوره با دمای بالا قرار داده و مواد ناخالصی مانند فسفر یا بور را در اتمسفر وارد می کنند تا مناطق نیمه هادی نوع n (منفی) و نوع p (مثبت) را تشکیل دهند. این فرآیند برای عملکرد الکتریکی سلول حیاتی است.
متالیزاسیون: فلز شدن سلول با پوشش دادن سطح ویفر سیلیکونی با مواد فلزی رسانا (معمولاً نقره و آلومینیوم) حاصل می شود. فرآیند متالیزاسیون شامل چاپ یک الگوی الکترود دقیق روی ویفر سیلیکونی است تا بتوان جریان را از ویفر سیلیکونی استخراج کرد. پس از متالیزاسیون، ویفر سیلیکونی خشک و متخلخل می شود تا از چسبندگی و رسانایی خوب لایه فلزی اطمینان حاصل شود.
کپسوله سازی: سلول های پردازش شده از طریق فرآیند کپسوله سازی در اجزای باتری مونتاژ می شوند. مواد کپسوله سازی شامل صفحه پشتی، شیشه جلو و لایه میانی EVA (کوپلیمر اتیلن-وینیل استات) است. نقش این مواد محافظت از سلول ها در برابر محیط خارجی و تضمین پایداری ساختاری پنل باتری است.
4. مونتاژ ماژول ها
اتصال سلولی: سلول های پردازش شده را به ترتیب چیدمان مشخص و روش اتصال الکتریکی مرتب کنید و آنها را به صورت سری یا موازی با سیم وصل کنید. از طریق جوشکاری یا سایر روش‌های اتصال، سلول‌های متعدد در یک ماژول باتری ترکیب می‌شوند تا یک پانل فتوولتائیک بزرگ‌تر را تشکیل دهند.
کپسوله سازی: ماژول باتری مونتاژ شده برای جلوگیری از رطوبت، گرد و غبار و آسیب مکانیکی نیاز به کپسول بندی دارد. فرآیند کپسوله سازی شامل قرار دادن ماژول باتری بر روی صفحه پشتی، پوشاندن شیشه جلو و لمینیت آن با یک لایه EVA است. از طریق یک فرآیند پرس گرم، لایه‌های مواد با هم ثابت می‌شوند تا ساختار پانل باتری جامد را تشکیل دهند.
تست و بازرسی کیفیت: پنل های باتری محصور شده باید تحت آزمایش دقیق و بازرسی کیفیت قرار گیرند. این آزمایش‌ها شامل تست عملکرد الکتریکی، تست راندمان تبدیل فوتوالکتریک و تست تحمل محیطی است که اطمینان حاصل می‌کند که هر پنل خورشیدی می‌تواند در استفاده واقعی برق پایدار تولید کند و استانداردها و مشخصات مربوطه را رعایت کند.3
