Hiểu về quy trình sản xuất pin mặt trời để chọn pin chất lượng

Tình trạng thiếu điện và cắt điện triền miên tại miền Bắc hiện nay đã khiến cho nhiều hộ gia đình chuyển sang dùng điện mặt trời thay thế. Khi tìm hiểu về hệ thống điện mặt trời, hầu hết khách hàng đều biết sản lượng điện mặt trời phụ thuộc chủ yếu vào các tấm pin.

Trong khi đó, chất lượng tấm pin lại được quyết định bởi công nghệ sản xuất ra nó. Do đó, nếu hiểu được quy trình sản xuất pin năng lượng mặt trời, khách hàng sẽ dễ dàng chọn được loại pin chất lượng, giúp tối ưu hóa sản lượng và lợi ích từ hệ thống điện mặt trời. Vậy các tấm pin mặt trời được sản xuất như thế nào? Đọc ngay bài viết dưới đây của Năng Lượng Xanh để có câu trả lời bạn nhé.

Nguyên liệu sản xuất các tấm pin mặt trời

Tấm pin mặt trời là một tập hợp các tế bào quang điện có chức năng chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện. Vật liệu chính trong sản xuất tấm pin mặt trời là silicon. Ở môi trường tự nhiên, silicon thường tồn tại trong các hợp chất đioxit như đá thạch anh, thạch anh nghiền… Do đó, để thu được silicon tinh khiết, các nhà sản xuất sẽ phải nung và đốt cháy nguyên liệu ở nhiệt độ cực cao.

Bên cạnh thành phần chính là chất bán dẫn silicon thì pin mặt trời còn được xây dựng từ các bộ phận khác bao gồm: lớp nền bên dưới để bảo vệ các cell pin, lớp phủ chống phản chiếu, tấm kính cường lực và khung kim loại. So với các tế bào quang điện, các vật liệu này dễ tìm kiếm và dễ chế tạo hơn.

=> Có thể bạn quan tâm?

Quy trình sản xuất pin năng lượng mặt trời

Hiện nay trên thị trường có 3 loại pin năng lượng mặt trời, gồm có: tấm pin mặt trời đơn tinh thể, tấm pin mặt trời đa tinh thể và tấm pin mặt trời màng mỏng. Tùy vào thành phần, cấu trúc của pin mà quy trình sản xuất của chúng cũng khác nhau. Tuy nhiên, pin mặt trời đơn tinh thể và đa tinh thể có quy trình sản xuất gần giống nhau. Đây cũng là hai loại pin được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Dưới đây sẽ là quy trình sản xuất của hai loại pin này.

=> Có thể bạn quan tâm Quạt Năng Lượng Mặt Trời

1. Tinh chế silicon

Trong bước đầu tiên này, các nguyên liệu thô (là các hợp chất silic dioxide) sẽ được đặt trong một lò nung đặc biệt. Trong lò nung, một điện cực cacbon được sử dụng để giải phóng oxy và tạo ra carbon dioxide cùng silicon nóng chảy.

Silicon nóng chảy lúc này có độ tinh khiết 99%, vẫn chưa đủ để sử dụng trong ngành công nghiệp pin mặt trời. Do đó, chúng cần phải tinh chế thêm trước khi chế tạo ra các tế bào quang điện. Quá trình tinh chế này được thực hiện bằng kỹ thuật floating zone và kết quả thu được là các tạp chất được loại bỏ hoàn toàn, chỉ còn lại silicon tinh khiết.

2. Đúc thỏi silicon đơn tinh thể

Sau khi silicon được tinh chế, nó thường được thu thập ở dạng đá rắn. Những tảng đá này sau đó được nấu chảy với nhau. Một lò nung hình trụ bằng thép được sử dụng để đúc silicon thành hình dạng mong muốn.

Để tạo ra các tế bào đơn tinh thể, nhà sản xuất chỉ sử dụng một tinh thể silicon. Bằng cách nhúng một hạt silicon đơn tinh thể vào silicon đa tinh thể đang nóng chảy ở một nhiệt độ nhất định. Khi đó, hạt tinh thể sẽ co lại và xoay vòng để tạo thành một phôi silicon hình trụ.

Cũng trong quy trình đúc thỏi silicon, boron và photpho thường được thêm vào để tạo ra vật liệu bán dẫn có khả năng truyền dẫn điện.

3. Chế tạo tấm wafer

Sau khi silicon được đúc thành thỏi, thỏi silicon sẽ được cắt thành các mảnh mỏng, còn được gọi là tấm wafer. Độ mỏng của wafer tương tự như độ mỏng của một tờ giấy. Do đó, các nhà sản xuất thường phải dùng cưa dây để cắt chính xác các tấm wafer này.

Vì silicon tinh khiết có độ sáng bóng cao nên chúng có thể phản chiếu ánh sáng mặt trời. Do đó, để giảm lượng ánh sáng mặt trời bị thất thoát, một lớp phủ chống phản chiếu được phủ lên các tấm wafer.

4. Chế tạo các cell pin

Trên bề mặt mỗi tấm wafer sẽ được tích hợp mạng lưới dây dẫn kim loại. Cùng với lớp phủ sẽ tạo điều kiện cho việc hấp thụ ánh sáng mặt trời tốt hơn, thay vì phản chiếu nó.

5. Chuyển từ cell pin thành tấm pin

Các cell pin được kết nối với nhau thông qua các đầu nối kim loại. Khi đó, một ma trận các cell pin được tạo ra và hợp thành một tấm pin mặt trời.

Trên thị trường hiện nay, cấu trúc tiêu chuẩn của các tấm pin thường là:

• 48 cell pin – thích hợp cho mái nhà dân dụng nhỏ
• 60 cell pin – kích thước tiêu chuẩn cho hầu hết các dự án dân dụng và thương mại hiện nay
• 72 cell pin – được sử dụng để cài đặt quy mô lớn.

6. Đóng gói tấm pin

Sau khi các cell pin được ghép lại với nhau, một lớp kính cường lực sẽ được thêm vào mặt trước của pin, hướng về phía mặt trời. Bên dưới các cell pin sẽ là tấm nền được làm từ vật liệu polyme có độ bền cao. Tấm nền này có chức năng ngăn nước, độ ẩm hoặc các yếu tố khác xâm nhập vào pin năng lượng mặt trời từ phía sau.

Ngoài ra, do tấm pin mặt trời có kết cấu gồm rất nhiều lớp nên các lớp cần được gắn chặt với nhau. EVA (ethylene vinyl axetat) chính là chất keo kết dính mọi thứ lại với nhau.

Sau đó, một hộp nối được gắn ở mặt sau của tấm pin. Đây là nơi để chứa các dây dẫn kết nối các tấm pin trong hệ thống.

Cuối cùng, tất cả đều được lắp trong một khung nhôm. Khung này có chức năng bảo vệ pin và chống va đập, đảm bảo pin luôn ổn định và chắc chắn khi được lắp ngoài trời và chịu sự tác động của thời tiết.

Trên đây là tất cả các bước để sản xuất một tấm pin hoàn thiện. Tuy nhiên trước khi đưa ra thị trường, các tấm pin vẫn cần được kiểm nghiệm trong điều kiện tiêu chuẩn cũng như điều kiện thực tế. Điều này sẽ giúp tấm pin hoạt động bình thường và đảm bảo các thông số đúng như trong bảng thông số kỹ thuật cung cấp.

Nguồn bài viết: Sưu tầm