Tìm hiểu chi tiết về quy trình sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời

Quy trình sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời

Quy trình sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời như thế nào? Có bao nhiêu loại đang được sử dụng hiện nay? Hay quy trình sản xuất chúng như thế nào? Nếu bạn cũng có chung những câu hỏi trên, hãy theo dõi trong bài viết của Dienmattroidanang.com ngay sau đây.

Thành phần cấu tạo của một tấm pin năng lượng mặt trời 

Cùng xem qua một số thành phần cấu tạo của tấm pin năng lượng mặt trời giúp chúng hấp thụ ánh sáng mặt trời.

  • Các tế bào quang điện mặt trời (Solar Cell)

Các tế bào quang điện mặt trời hoặc tế bào PV là một nguyên liệu làm pin năng lượng mặt trời, giúp việc chuyển đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành năng lượng điện DC. 

  • Kính bảo vệ – dày từ 3.0 đến 4.0 mm

Tấm kính phía trước là để bảo vệ các tế bào PV khỏi thời tiết và tác động từ mưa đá hoặc mảnh vụn trong không khí.

  • Khung nhôm ép 

Khung nhôm đóng vai trò quan trọng trong cấu tạo pin năng lượng mặt trời để bảo vệ cạnh của phần gỗ chứa các tế bào.

  • Bao bọc – Các lớp màng EVA

Là một lớp polymer được thiết kế đặc biệt có độ trong suốt (nhựa) được sử dụng để bọc các tế bào và giữ chúng ở đúng vị trí trong quá trình sản xuất. 

  • Tấm nền phía sau Polymer 

Tấm nền là lớp phía sau cùng để cấu tạo pin năng lượng mặt trời, nó đóng vai trò như một hàng rào chống ẩm và lớp da bên ngoài cuối cùng với mục đích bảo vệ cơ học và cách điện. 

  • Hộp kết nối – điốt và kết nối 

Hộp nối, nằm ở phía sau của bảng điều khiển, là một vỏ bọc nhỏ được thiết kế chống thời tiết. 

Khi tìm hiểu quy trình sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời, chúng ta phải xem xét xem các thành phần của nó gồm những gì và công dụng như trên bài viết trình bày.

Thành phần cấu tạo của một tấm pin năng lượng mặt trời
Thành phần cấu tạo của một tấm pin năng lượng mặt trời

Các loại pin năng lượng mặt trời

Hiện nay, pin năng lượng mặt trời được phân thành ba loại chính. Cùng điểm qua một số thông tin về 3 loại pin năng lượng mặt trời để tìm ra loại pin phù hợp nhất mà bạn có thể lắp đặt sử dụng hệ thống pin năng lượng mặt trời này.

  • Đơn tinh thể (Momo)

Là loại pin có hiệu suất chuyển đổi cao nhất (trên 20%), được làm từ một tinh thể silic nguyên chất, có màu đen và hình vuông vạt góc. 

  • Đa tinh thể (Poly)

Là loại pin có hiệu suất chuyển đổi trung bình (từ 15% đến 19%), được làm từ các mảnh silic nung chảy, có màu xanh lốm đốm và hình vuông.

  • Màng mỏng (Thin-film)

Là loại pin có hiệu suất chuyển đổi thấp nhất (khoảng 11%), được làm từ nhiều loại vật liệu khác nhau như CdTe, a-Si, CIGS, có màu xanh hoặc đen và hình dạng linh hoạt. Loại pin này có chi phí sản xuất rẻ nhất và ít tốn công sức lắp đặt, nhưng cần nhiều diện tích để tạo ra cùng lượng điện. 

Trong quy trình sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời, chúng ta cần nắm bắt những loại pin hiện có trên thị trường nhằm lựa chọn cho phù hợp với mục đích và nhu cầu sử dụng của mình

Nguyên liệu sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời

Trong quy trình sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời, đây là các nguyên vật liệu cần thiết. Các nguyên liệu sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời bao gồm:

  • Silicon 

Silicon là vật liệu chính để sản xuất các tế bào quang điện trong pin mặt trời. Nó được sản xuất từ đá thạch anh hoặc thạch anh nghiền, sau đó được làm sạch và tinh chế để tạo ra silicon tinh khiết

  • Chất bán dẫn

Chất bán dẫn được sử dụng để tạo ra lớp n của các tế bào quang điện. Các chất bán dẫn phổ biến bao gồm phosphorus, arsenic, và antimony 

  • Phim chống phản xạ 

Phim chống phản xạ được sử dụng để giảm thiểu lượng ánh sáng phản chiếu trên bề mặt của các tấm pin mặt trời. Lớp phim này thường được làm từ các chất liệu phổ biến như silic dioxide và titan dioxide.

Quy trình sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời

Như đã đề cập trước đó, trên thị trường hiện có ba loại pin năng lượng mặt trời chính, bao gồm: Momo, Poly và Thin-film. Mỗi loại pin này có thành phần và cấu trúc riêng, dẫn đến quy trình sản xuất khác nhau. Tuy nhiên, quy trình sản xuất pin mặt trời đơn tinh thể và đa tinh thể gần như là giống nhau. Đây là hai loại pin phổ biến nhất được sử dụng hiện nay. Dưới đây là quy trình sản xuất của cả hai loại pin này.

Bước 1: Lựa chọn wafer silicon 

Vật liệu cơ bản để sản xuất pin mặt trời là Tấm Wafer Silicon. Silicon đơn tinh thể, có thể được cắt từ các thanh silicon đơn tinh thể với độ tinh khiết cao. Trong quá trình lựa chọn một tấm Wafer Silicon, cần xem xét các yếu tố như độ dẫn điện, điện trở suất, hướng tinh thể, độ lệch và tuổi thọ của vật liệu Silicon. Tấm Silicon thường được gia công thành các hình dạng như vuông, chữ nhật, tròn hoặc bán nguyệt, với độ dày khoảng 0,25 ~ 0,40mm.

Lựa chọn Wafer Silicon
Lựa chọn Wafer Silicon

Bước 2: Chuẩn bị bề mặt

Silicon tinh khiết được nung chảy và đúc thành các thỏi hình trụ có cấu trúc tinh thể.

Boron được thêm vào để tạo ra cực tính điện dương của Silicon.

Có hai loại silicon tinh thể:

  • Đơn tinh thể được sản xuất từ một khối Silicon duy nhất có hiệu suất cao hơn, nhưng đồng thời cũng đắt hơn.
  • Đa tinh thể được sản xuất bằng cách nấu chảy nhiều khối Silicon với nhau và có hiệu suất thấp hơn nhưng cũng rẻ hơn.

Sau đó, thỏi Silicon được cắt thành các đĩa mỏng gọi là Wafer bằng máy cưa dây.

Các tấm Wafer Silicon cần được xử lý trên về mặt. Chuẩn bị bề mặt thường được chia thành 3 bước:

  • Làm sạch hóa học sơ bộ bằng axit sunfuric đậm đặc nóng.
  • Mỗi tấm Wafer được bị ăn mòn độ dày khoảng từ 30 ~ 50μm
  • Để tẩy rửa bằng hóa chất, sử dụng nước cường toàn hoặc dung dịch tẩy rửa khác. 

Cuối cùng, các tấm Wafer được rửa sạch bằng nước khử ion có độ tinh khuyết cao. 

Bước 3: Pha tạp khớp nối

Trong quy trình sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời, bước 3 là rất quan trọng. Khớp Proton – Neutron (PN) là phần cốt lõi của pin năng lượng mặt trời silic đơn tinh thể. Nếu không có khớp PN, dòng điện quang không thể được tạo ra. 

Các chất pha tạp được thêm vào silicon để tạo ra các lớp p và n của các tế bào quang điện. Phương pháp khuếch tán nhiệt độ cao thường được sử dụng để tạo khớp P-N.

Pha tạp khớp nối
Pha tạp khớp nối

Bước 4: Loại bỏ khớp nối sau

Trong quá trình khuếch tán nhiệt độ cao, một khớp PN cũng được hình thành ở mặt sau của miếng silic và khớp PN ở mặt sau phải được loại bỏ. Sau khi gỡ bỏ khớp P-N ở mặt sau, sử dụng keo đen để che phủ lên mặt trước của miếng silic, nhằm che khớp P-N ở mặt trước. Tiếp theo, miếng silic được đặt vào dung dịch ăn mòn để ăn mòn lớp khuếch tán ở mặt sau, từ đó thu được miếng silic bóng và phẳng ở mặt sau. Sau đó, thực hiện quá trình rửa và làm khô miếng silicon để sử dụng trong các công đoạn tiếp theo.

Bước 5: Chế tạo điện cực trên và dưới 

Để tạo ra năng lượng điện thông qua quá trình chuyển đổi trong pin, cần có hai cực dương và âm được tạo ra trên pin. Cực ở mặt nhận ánh sáng của pin được gọi là cực trên; cực ở mặt sau của pin được gọi là cực dưới.

Các điện cực trên và dưới được chế tạo trên các tấm wafer.

Chế tạo điện cực trên và dưới
Chế tạo điện cực trên và dưới

Bước 6: Mài mòn xung quanh 

Trong quy trình sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời. Bước này giúp cho tấm pin trở nên hoàn thiện hơn. Phương pháp ăn mòn xung quanh khá đơn giản, chỉ cần phủ keo đen hoặc che dấu hai cạnh của tấm wafer silicon bằng các phương pháp khác. Sau đó, đưa tấm wafer vào dung dịch ăn mòn và để nó ăn mòn trong khoảng thời gian 30 giây hoặc 1 phút.

Các tấm wafer sau đó được mài mòn xung quanh để loại bỏ các cạnh sắc nhọn.

Bước 7: Bay hơi phim chống phản xạ 

Tỷ lệ mất năng lượng ánh sáng phản xạ trên bề mặt silicon được ước tính là khoảng 1/3. Lớp phim chống phản xạ được sử dụng để giảm thiểu lượng ánh sáng phản chiếu trên bề mặt của các tấm pin mặt trời.

Bước 8: Kiểm tra và thử nghiệm 

Các tấm pin được kiểm tra trước khi đưa vào kho lưu trữ để kiểm tra xem chất lượng có đạt tiêu chuẩn hay không và thử nghiệm để đảm bảo chúng hoạt động hiệu quả.

Kiểm tra và thử nghiệm
Kiểm tra và thử nghiệm

Bước 9: Đóng gói các mô-đun 

Wafer được ghép lại với nhau để tạo thành một Mô-đun pin năng lượng mặt trời có công suất mong muốn. Mô-đun pin năng lượng mặt trời gồm có các thành phần như kính cường lực, EVA, bảng tính và khung. Các mô-đun pin được đóng gói lại với nhau để tạo thành các hệ thống pin mặt trời. 

Trên đây là quy trình sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời các bạn nên đọc kỹ và nắm bắt rõ ràng từng bước để làm theo, nhằm đạt được kết quả mong muốn.

Quy trình sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời
Quy trình sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời

Công nghệ pin mặt trời PERC 

PERC (Passivated Emitter Rear Contact) là một tiến bộ trong quá trình sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời, bao gồm việc thêm một lớp phía sau cho các tế bào quang điện, nhằm tăng cường khả năng thu nhận ánh sáng mặt trời và chuyển đổi thành năng lượng điện. Các tế bào PERC hoạt động hiệu quả hơn các tế bào truyền thống, đồng thời giảm thiểu hiện tượng tái kết hợp và mất năng lượng do bước sóng dài. 

Một ưu điểm khác của công nghệ PERC là tăng cường độ phản xạ bên trong nhằm thu được lượng ánh sáng nhiều hơn. Một lớp phim phía sau bề mặt tấm pin giúp phản chiếu ánh sáng đi qua các tế bào mặt trời mà không bị hấp thụ, từ đó tăng cường hiệu quả chuyển đổi năng lượng. 

Cuối cùng, công nghệ PERC cũng có khả năng phản xạ và chịu nhiệt tốt hơn, giúp duy trì nhiệt độ thấp cho tấm pin. Điều này giúp tấm pin PERC duy trì hiệu suất cao và ổn định trong môi trường có nhiệt độ cao

Kết luận

Trên đây là tất cả các thông tin chi tiết cấu tạo cũng như quy trình sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời mà chúng tôi tổng hợp được, mong bài viết sẽ giúp ích cho bạn. Để tìm hiểu thêm nhiều thông tin khác về tấm pin năng lượng mặt trời, hãy truy cập vào Dienmattroidanang.com

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *