Nishati ya jua uzalishaji wa seli: teknolojia na vifaa vya

Wanadamu huelekea kubadili vyanzo mbadala wa usambazaji wa umeme ili kusaidia kuweka mazingira safi na kupunguza gharama za uzalishaji wa nishati. Uzalishaji wa betri ya jua ni mbinu za kisasa ya viwanda. mfumo wa umeme ni pamoja na mwanga wa jua kupokea, betri, kitengo cha kudhibiti, inverters na vifaa vingine lengo kwa ajili ya kazi fulani.

kiini nishati ya jua ni kipengele kuu, ambayo huanza na mkusanyiko na mabadiliko ya rays nishati. Katika dunia ya kisasa kwa ajili ya matumizi wakati wa kuchagua jopo, kuna pitfalls wengi, kama sekta ya inatoa idadi kubwa ya bidhaa makundi chini ya jina moja.

Silicon seli nishati ya jua

Bidhaa hizi ni maarufu kwa watumiaji leo. msingi wa uzalishaji wao kuweka silicon. Hifadhi wamo chini ya uzalishaji mkubwa wa bei nafuu. seli Silicon kulinganisha vibaya na kiwango cha utendaji ya betri nyingine jua.

aina ya vitu

Uzalishaji wa seli nishati ya jua alifanya ya silicon unafanywa aina zifuatazo:

• monocrystalline;
• polycrystalline;
• amofasi.

aina mbalimbali ya vifaa hapo juu na jinsi atomi silicon katika mpangilio wa kioo. Tofauti kuu inakuwa mambo mbalimbali sehemu ya ufanisi kuwabadili nishati mwanga ambayo katika aina mbili ya kwanza ni wastani katika ngazi moja na zaidi ya maadili kwa ajili ya vifaa ya silicon amofasi.

leo sekta inatoa mifano kadhaa ya nishati ya jua watoza ya mwanga. Tofauti kati yao ni kwamba baadhi ya vifaa vya kutumika kuzalisha seli nishati ya jua. Ni ina jukumu la aina ya viwanda mbinu na kuanza nyenzo.

aina monocrystalline

Vipengele hivi kujumuisha seli silicon kushikamana na kila mmoja. Kwa njia ya Czochralski mwanasayansi alifanya silicon safi kabisa, ambayo ni alifanya ya fuwele moja. mchakato ujao ni kukatwa nusu waliohifadhiwa na solidified kwenye sahani unene wa microns 250 hadi 300. tabaka nyembamba ulijaa na electrodes chuma mesh. Pamoja na gharama kubwa za uzalishaji, vitu kama ni sana kutumika kwa sababu ya kiwango cha juu cha ubadilishaji (17-22%).

Kufanya mambo polycrystalline

Solar teknolojia ya uzalishaji wa polycrystalline ni kwamba kusubu silicon molekuli ni hatua kwa hatua kilichopozwa. Uzalishaji hauhitaji vifaa vya gharama kubwa, kwa hiyo, ili kupata gharama silicon kupunguzwa. Polycrystalline anatoa jua na ndogo mgawo cha ufanisi (11-18%), tofauti na kioo moja. Hii ni kwa sababu katika mchakato wa baridi wingi silicon ni ulijaa na Bubbles ndogo ya grainy, kusababisha refraction zaidi ya rays.

Vipengele vya amofasi silicon

Bidhaa inahusu aina maalum, kama wao ni wa aina ya silicon linatokana na jina la vifaa kutumika na uzalishaji wa seli nishati ya jua ni kazi na vifaa filamu teknolojia. Crystal katika mchakato wa viwanda inatoa njia ya silicon Silon hidrojeni au safu nyembamba ambayo inashughulikia substrate. Betri na thamani ya chini ufanisi, hadi 6%. Elements, licha ya kurejesha nyuma na idadi ya faida kwamba kuwapa haki ya kusimama katika mstari na aina zilizotajwa hapo:

• thamani macho ngozi juu mara ishirini zaidi kuliko ule wa single-kioo na hifadhi za polycrystalline;
• Ina kiwango cha chini ya safu unene wa 1 micron;
• hali ya hewa mawingu haiathiri kazi ya kubadilisha dunia, tofauti na aina nyingine;
• kwa sababu ya kiwango cha juu cha nguvu flexural inatumika bila matatizo yoyote katika maeneo magumu.

tatu hapo juu ilivyoelezwa aina ya converters jua zikisaidiwa za mseto kutoka vifaa kuwa na tabia mbili. Dalili hizi ni kupatikana kama madini ni pamoja na katika nanoparticles au amofasi silicon. nyenzo iliyopatikana ilikuwa sawa na polycrystalline silicon, lakini vibaya na ni viashiria mpya ya kiufundi.

malighafi kwa ajili ya uzalishaji wa seli nishati ya jua ya filamu-aina CdTe

uchaguzi wa vifaa ni dictated na haja ya kupunguza viwanda gharama na kuongeza sifa ya kiufundi katika utendaji. unaotumika mara nyingi mwanga kufyonza cadmium telluride. Katika 70s ya karne iliyopita CdTe alidhaniwa mgombea kuu kwa kutumia nafasi katika sekta ya kisasa, ni kutumika sana katika nishati ya jua.

Nyenzo hii katika kundi la sumu nyongeza, kwa hivyo hupungua mjadala harmfulness yake. Tafiti za kisayansi kuanzisha kuwa kiwango cha vitu hatari iliyotolewa katika anga, ni halali na si kusababisha madhara ya mazingira. kiwango ufanisi ni 11% tu, lakini gharama ya umeme kutoka seli kama kubadilishwa na 20-30% ya chini kuliko ile ya vifaa silicon aina.

Wakusanyaji rays kutoka selenium, shaba na INDIUM

Semiconductors katika kifaa ni shaba, selenium na INDIUM, wakati mwingine kuruhusiwa badala ya mwisho juu ya galiamu. Hii ni kutokana na mahitaji makubwa kwa ajili ya uzalishaji wa wachunguzi INDIUM gorofa aina. Kwa hiyo, badala hii ya kuchaguliwa mfano halisi, kwa kuwa vifaa na mali kama hiyo. Lakini kwa ajili ya kumbukumbu ufanisi wa uingizwaji lina nafasi kubwa katika uzalishaji wa nishati ya jua kiini bila galiamu kuongezeka kwa ufanisi kifaa kwa 14%.

Sun catchers polymer-msingi

Vipengele hivi kuhusiana na teknolojia mdogo, kama wao hivi karibuni alionekana kwenye soko. Halvledare hai kunyonya mwanga kwa ajili ya kubadili kwenye nishati ya umeme. Kwa ajili ya matumizi ya uzalishaji fullerenes carbon kundi, polyphenylene, phthalocyanine shaba, na wengine. Matokeo yake ni nyembamba (100 nm) na rahisi filamu kwamba kutoa mgawo wa ufanisi wa 5-7%. thamani ni ndogo, lakini uzalishaji wa seli rahisi jua una vipengele kadhaa chanya:

• kwa utengenezaji si alitumia fedha nyingi;
• uwezo wa kufunga betri katika uwanja wa bends rahisi, ambapo mabadiliko ni muhimu sana;
• kulinganisha urahisi na upatikanaji wa ufungaji,
• Rahisi betri hakuna madhara katika mazingira.

Kemikali etching katika mchakato wa viwanda

ghali zaidi betri jua ni multicrystalline au monocrystalline silicon sahani. Kuongeza ufanisi silicon matumizi kata psevdokvadratnye takwimu, sura hiyo hiyo inaruhusu zenye kitanda sahani katika mada ya pili. Baada ya mchakato kukata kubaki katika uso wa tabaka microscopic kuvunjwa nyuso ambazo kusafishwa kwa njia ya etching na texturing kuboresha mapokezi ya tukio ray.

kutibiwa uso njia sawa inawakilisha nasibu ya kutupa microprism ni yalijitokeza kutoka pande ambayo mwanga mgomo nyuso upande wa makadirio mengine. Mfunguo utaratibu texture kutafakari nyenzo hupungua kwa asilimia 25%. mchakato etching kutumika mfululizo wa asidi na alkali matibabu, lakini haikubaliki sana kupunguza unene safu, kwa sababu sahani hawezi kuhimili usindikaji zifuatazo.

Semiconductors katika Solar

nishati ya jua uzalishaji wa seli teknolojia unaonyesha kuwa dhana ya msingi ya kampuni ya umeme ni pn-makutano. Kama sahani moja kuchanganya umeme conductivity ya n-aina na p-aina conductivity ni p-aina, hatua ya kuwasiliana baina yao hutokea pn-makutano. msingi tabia za kimaumbile ya ufafanuzi ni fursa ya kuwatumikia kama kizuizi, na kukosa umeme katika mwelekeo mmoja. Ni athari hii inaruhusu kuanzisha full-fledged uendeshaji wa seli nishati ya jua.

Kutokana na kuenea sahani fosforasi kuishia sumu n-aina ya safu, ambayo ni misingi ya uso wa kipengele kwa kina cha 0.5 microns. Utengenezaji wa nishati ya jua kiini hutoa kupenya kina ya flygbolag ya ishara tofauti, ambayo kutokea chini ya ushawishi wa mwanga. njia yao ndani ya ushawishi wa eneo pn-makutano ziwe fupi, au wanaweza kulipa walipokutana kila mmoja, hivyo si kuzalisha kiasi chochote cha umeme.

matumizi ya plasma-kemikali etching

Katika nishati ya jua mfumo wa betri zinazotolewa na mbele ya uso grille imewekwa Pickup sasa na upande wa nyuma, ambayo ni mawasiliano ya kuendelea. Wakati wa matukio utbredningen, mzunguko umeme kati ya ndege mbili na huambukizwa kwa uso mwisho.

Kuondoa kufungwa, Vifaa vya kutumika kwa ajili ya seli nishati ya jua, ambayo inaruhusu kufanya hivyo kwa msaada wa plasma-kemikali, kemikali etching, au mechanically, na laser. njia ya plasma kemikali yatokanayo ni mara nyingi kutumika. Etching ni kazi wakati huo huo kwa mkusanyiko wa sifa sahani silicon pamoja. matokeo ya mchakato inategemea muda wa matibabu, muundo ina maana ukubwa wa mraba wa vifaa, ndege mwelekeo wa mtiririko ion na mambo mengine.

Maombi ya antireflection mipako

Kwa njia ya kutumia texture juu ya tafakari kipengele uso ni kupunguzwa kwa 11%. Hii ina maana kwamba ya kumi moja tu ya rays yalijitokeza kutoka usawa na si kushiriki katika malezi ya umeme. Kupunguza hasara kama kwa upande wa mbele wa kipengele ni coated na kupenya ndani ya kunde mwanga bila kuonyesha yao nyuma. Wanasayansi, kwa kuzingatia sheria za optics, kuamua muundo na unene wa safu, hivyo uzalishaji na ufungaji wa kile coated seli nishati ya jua kupunguza tafakari hadi 2%.

Mawasiliano metallization ya upande wa mbele

kipengele uso imeundwa kunyonya kiasi cha juu cha mionzi imedhamiria kwa hitaji kwamba dimensional na kiteknolojia tabia ya chuma kutumika. Uchaguzi mpango wa mbele wa wahandisi aliamua mbili matatizo pinzani. Kupunguza hasara macho hutokea katika mistari nyembamba na mpangilio wao katika umbali kutoka mtu mwingine. Utengenezaji wa betri ya jua na ukubwa kubwa mesh inaongoza kwa ukweli kwamba sehemu ya malipo hana muda wa kufikia na mawasiliano ni waliopotea.

Kwa hiyo, wanasayansi sanifu thamani ya umbali na unene wa kila mstari chuma. Vidogo sana mistari ya nafasi wazi juu ya uso wa mwanachama kwa kufyonza rays, lakini si kutumia muda mwingi wa sasa. Njia za kisasa za kutumia metallization wajumbe katika stencil uchapishaji. Kama wengi wa vifaa ni haki fedha na kubandika. Kutokana na matumizi ya kipengele kuongezeka ufanisi na 15-17%.

Metallization upande wa nyuma wa chombo

chuma mipako upande nyuma ya kifaa hutokea katika miradi miwili, kila mmoja hufanya kazi yake mwenyewe. Nyembamba safu ya kuendelea juu ya uso wote, isipokuwa kwa baadhi ya fursa sputtered alumini na shimo ni kujazwa na kuweka fedha, ambayo ina jukumu la kuwasiliana. Mango safu alumini mtumishi kama kioo kifaa kwa ajili ya upande wa nyuma ya madai ya bure ambayo inaweza kupotea katika minyororo dangling ya mshono wa bilauli. Pamoja na hayo mipako 2% zaidi umeme wa jua kazi kwa nguvu. Matumizi ya kitaalam kusema kwamba mambo haya ni muda mrefu zaidi na si sana hutegemea hali ya hewa mawingu.

Uzalishaji wa umeme wa jua kwa mikono yao wenyewe

Umeme jua, si kila mtu anaweza kuagiza na kufunga nyumbani, kwa kuwa gharama leo ni kubwa ya kutosha. Kwa hiyo wengi bwana mafundi na bwana uzalishaji wa umeme wa jua nyumbani.

Ununuzi photovoltaic kits kwa binafsi mkutano inaweza kuwa kwenye mtandao katika maeneo mbalimbali. thamani yake inategemea idadi ya sahani kutumika na uwezo. Kwa mfano, nguvu ya chini kits, kutoka wati 63 kwa 76 sahani 36 ni 2350-2560 rubles. kwa mtiririko huo. Pia kupata vitu kazi culled kutoka mistari uzalishaji kwa sababu yoyote.

Wakati wa kuchagua aina photoelectric uongofu atakuwa kuzingatia ukweli kwamba seli polycrystalline ni sugu zaidi kwa hali ya hewa mawingu na kazi jambo hilo na ufanisi zaidi monocrystalline bali awe na uzima fupi. Monocrystalline na ufanisi wa juu katika hali ya hewa ya jua, nao mara muda mrefu.

Kupanga uzalishaji wa umeme wa jua nyumbani, unahitaji kufanya mahesabu mzigo jumla ya vifaa vyote ambavyo itakuwa inaendeshwa na Inverter kwa siku za usoni na kuamua uwezo wa kifaa. Hivyo idadi ya seli nishati ya jua, wakati kwa kuzingatia angle ya jopo. Baadhi ya wasanii ni pamoja na uwezekano wa mabadiliko katika nafasi unafadhiliwa kwa ndege, kulingana na urefu wa msimu wa majira ya baridi na - kutoka unene wa theluji.

Vifaa mbalimbali hutumika kutengeneza makazi. Mara nyingi alumini au chuma cha kutoa pembe kutumika plywood, chembe ya bodi na wengine. sehemu ya uwazi ni wa maandishi hai au wa kawaida kioo. Mauzo tayari soldered seli nishati ya jua na makondakta kununua vile ni vyema kama kazi kilichorahisishwa mkutano. sahani si sifa moja juu ya nyingine - ya chini inaweza kutoa microcracks. Solder na flux ombi awali. mambo Soldering rahisi, kuweka nao moja kwa moja upande wa kazi. Mwisho uliokithiri wa sahani ni svetsade kwa busbars (pana makondakta), kisha pato "minus" na "plus".

Baada ya kazi hii ni kipimo na muhuri jopo. mabwana wa kigeni misombo kutumika kwa ajili hiyo, lakini ni ghali kabisa kwa ajili ya mafundi wetu. converters Homemade kufungwa na Silicone, na upande wa nyuma coated na varnish misingi ya akriliki.

Kwa kumalizia ni lazima kusema kwamba maoni mabwana ambao wamefanya seli nishati ya jua kwa mikono yao wenyewe, mara zote chanya. Mara baada ya matumizi ya fedha ya viwanda na ufungaji wa transmita, familia kwa haraka sana hulipia yao na kuanza kuokoa kwa kutumia bure nishati.