Солнечные батареи

От поликремния к кремниевой пластине: как создаются солнечные батареи

Поликремний, также известный как поликристаллический кремний, является основным сырьем для производства кремниевых пластин, которые служат основой для всех солнечных элементов и интегральных схем. Его чистота и кристаллическая структура напрямую влияют на эффективность преобразования солнечного света в электричество в солнечных панелях, что крайне важно для солнечной энергетики, стремящейся к повышению производительности и снижению стоимости ватта.

С чего начинается производство солнечных батарей?

Шаг 1: очистка кремния

Процесс начинается с металлургического кремния, который получают из кварцевого песка в электродуговых печах. Этот материал все еще содержит примеси, которые снижают эффективность солнечных батарей, поэтому производители используют процесс Сименса — сложную технологию химического осаждения из газовой фазы, которая позволяет добиться более высокой степени очистки.

В результате получаются блестящие стержнеобразные поликремниевые заготовки, которые можно плавить и отливать в кристаллические структуры.

Шаг 2. От поликремния к слитку

Очищенный поликремний плавят в тигле, чтобы получить слиток — твердую цилиндрическую или блокообразную массу кристаллического кремния.

Шаг 3. Резка и полировка пластин

После формирования слитка его разрезают на сверхтонкие кремниевые пластины (толщиной 150–200 микрон) с помощью прецизионных пил с алмазным напылением. Затем поверхность каждой пластины подвергается химическому травлению и полировке для устранения микроповреждений и обеспечения равномерной плоскостности.

Для производства солнечных батарей предпочтительны двусторонние полированные пластины, так как они обладают превосходной отражающей способностью и меньшим рассеянием света, что крайне важно для максимального поглощения фотонов и преобразования энергии.

Шаг 4: от пластины к солнечной батарее

После подготовки пластины на нее наносят антибликовое покрытие и слои легированных материалов для формирования p-n-переходов — активных областей, преобразующих солнечный свет в электричество. Для сбора тока добавляются металлические контакты, а несколько элементов соединяются между собой, образуя солнечную панель, также известную как солнечный модуль.