Jak powstają ogniwa fotowoltaiczne?

Jak powstają ogniwa fotowoltaiczne?

Produkcja paneli słonecznych to złożony, a przy tym szalenie fascynujący proces technologiczny. Dziś przybliżymy go w ogólnych zarysach, abyście mogli chociaż częściowo dowiedzieć się, w jaki sposób narodziły się ogniwa, które zasilają Wasze domostwa w energię elektryczną pochodzącą z promieni słonecznych.

Podstawowym budulcem baterii słonecznej są wafle krzemowe, które powstają poprzez rozpuszczanie w wysokiej temperaturze skały krzemianowej, a następnie formowaniu z nich jednolitego kształtu elementów, w których atomy krzemu ułożone są w zwartej formie.

Wafle krzemowe są następnie transportowane na taśmę produkcyjną, gdzie są poddawane dalszemu procesowi oczyszczania, czyli tzw. teksturowania. Odbywa się to w wysoce sterylnych warunkach. Usuwane są z nich wszelkie, nawet najmniejsze zanieczyszczenia, które powstały przy cięciu dużych bloków krzemowych na mniejsze wafle. Teksturowanie powoduje, że na krzemie powstają tysiące mikrowgłębień, dzięki czemu wzrasta powierzchnia robocza wafla, a w rezultacie – absorpcja promieni słonecznych również będzie wyższa.

Kolejny krok to napylenie wafli fosforem, które odbywa się w piecu w temperaturze ok. 800 stopni Celsjusza. Fosfor wnika w ogniwa i powoduje, że tworzy się nań różnica potencjałów elektrycznych. Zajmuje to mniej więcej godzinę, a gotowy wafel może już służyć do przetwarzania energii słonecznej w elektryczną, przy czym wciąż nie jest baterią słoneczną w pełni tego słowa znaczeniu.

Po napyleniu gazem fosforowym, przychodzi czas na kąpiel w kwasie, który wytrawia brzegi i dolną część ogniwa słonecznego. Służy to odizolowaniu części o ładunku negatywnym od elementu o ładunku pozytywnym. Potem wafel trafia do komory plazmowej, gdzie nabiera niebieskiego koloru – nie chodzi tu o estetykę, ale o redukcję strat optycznych i zwiększenie absorpcji promieni słonecznych.

Płytka w niebieskiej formie trafia następnie do miejsca w fabryce, gdzie metodą sitodruku są na górną i dolną część nanoszone druciki kontaktowe, dzięki którym energia elektryczna zgromadzona w ogniwie będzie oddawana do instalacji elektrycznej. Kolejny etap to kontrola jakości i sprawności ogniwa – najpierw automatyczna, a następnie dokonywana przez człowieka. Ogniwo fotowoltaiczne jest gotowe. Możliwe jest jeszcze połączenie kilku ogniw w większy panel, który okłada się powłoką z pleksiglasu.