Procesul de fabricație al celulelor fotovoltaice implică tehnici complexe de inginerie și procesul de fabricație a diferitelor tehnologii fotovoltaice (cum ar fi siliciul cristalin, peliculele subțiri etc.) Iată o scurtă prezentare a procesului de fabricație pentru celulele fotovoltaice cu siliciu cristalin, cel mai comun tip de celula fotovoltaica:
Purificarea materiilor prime de siliciu: Siliciul este cel mai des folosit material semiconductor în celulele fotovoltaice. În primul rând, materia primă de siliciu trebuie purificată pentru a obține puritatea necesară pentru celulele fotovoltaice. Acest lucru se realizează de obicei prin depunere chimică de vapori (CVD) pentru a produce polisiliciu.
Producția de lingouri de siliciu: Polisiliciul purificat este topit și solidificat la o anumită temperatură pentru a forma lingouri de siliciu. Acest proces poate fi realizat fie prin procesul Czochralski (metoda CZ), fie prin zona flotant (metoda FZ). Metoda CZ implică scufundarea unui cristal de sămânță de siliciu monocristalin alungit în siliciu topit, apoi ridicarea și rotirea lui încet pentru a solidifica siliciul pe cristalul de sămânță pentru a forma un lingou mare de siliciu monocristalin. Regula FZ este de a solidifica treptat siliciul într-un singur cristal prin deplasarea zonei de încălzire pe tija de materie primă de siliciu.
Tăierea lingourilor de siliciu:Lingourile de siliciu sunt tăiate în felii subțiri, adică napolitane de siliciu. Aceste napolitane au, de obicei, grosimea între 150 și 200 de microni. Tăierea poate folosi o mașină de tăiat cu mai multe fire, care folosește un fir fin (de obicei o sârmă de oțel sau diamant) pentru a tăia lingourile de siliciu.
Curățarea și lustruirea plachetelor de siliciu: Vaferele de siliciu tăiate trebuie curățate și lustruite pentru a îndepărta impuritățile și deteriorarea suprafeței și pentru a asigura o suprafață netedă pentru a îmbunătăți eficiența conversiei fotoelectrice.
Fabricarea structurii celulelor fotovoltaice: Vaferele de siliciu suferă o serie de procesări pentru a forma structura celulelor fotovoltaice. Aceasta include aplicarea unui strat anti-reflex pe placă pentru a reduce pierderea de reflexie a luminii, precum și formarea unei joncțiuni PN pe placă prin difuzie, implantare ionică etc., care este o parte cheie a conversiei fotoelectrice a celulelor fotovoltaice.
Fabricarea electrozilor: Electrozii sunt fabricați pe suprafața unei plachete de siliciu, de obicei prin acoperirea părții frontale a plachetei de siliciu cu un strat de material conductiv (cum ar fi pastă de aluminiu sau argint) și apoi fixarea acesteia printr-un proces de sinterizare. Pe spatele plachetei de siliciu, electrozii sunt, de asemenea, fabricați pentru a facilita ieșirea curentului electric.
Încapsulare: Celulele fotovoltaice individuale fabricate sunt asamblate în module fotovoltaice. Aceste baterii sunt conectate în serie sau paralel pentru a produce tensiunea și curentul necesar. Bateria este apoi încapsulată între sticlă și placa din spate pentru a proteja bateria de factorii de mediu.
Testare și certificare: În cele din urmă, modulele fotovoltaice trebuie să fie supuse unor teste și certificări riguroase pentru a se asigura că performanța lor îndeplinește standardele și așteptările. Testarea implică verificarea curentului, a tensiunii, a puterii de ieșire și a durabilității bateriei.