روش ساخت پنل خورشیدی

شرح مختصری از ساخت پنل های خورشیدی را در این پست بخوانید

منابع انرژی تجدید پذیر و کاربردهای آنها امروزه گسترده است. سیستم های خورشیدی به عنوان یک منبع انرژی سبز برای تبدیل نور خورشید به برق بطور گسترده ای ارائه می شوند. بازدهی در  سیستم فتوولتائیک یکی از مهمترین عوامل در توان خروجی و میزان برق است که توسط پنل های خورشیدی تأمین می شود. اخیراً مطالعات محققان برای بهبود فرآیند ساخت مواد مورد استفاده در پانل های خورشیدی ، گسترده تر شده و این توجه حداکثری کشورهای صنعتی به این حوزه را نشان میدهد . امیدواریم به زودی شاهد این امر در کشور عزیمان ایران ، نیز باشیم. 

پنل های خورشیدی چگونه ساخته می شوند؟
پنل خورشیدی از مجموعه ای سلول خورشیدی تشکیل شده است . این سلول ها بصورت ماژولار در کنار هم قرار می گیرند تا یک پنل خورشیدی با ظرفیت معینی تولید گردد. هر سلول دارای  یک توان نامی است که از مقدار جریان و ولتاژ آن نشات گرفته ، این سلول ها در کارخانه مونتاژ پنل ،  بصورت سری و موازی در کنار هم ، منجر به تولید یک پنل خورشیدی می گردند . واضح است که تعداد سلول ها در توان نهایی یک پنل خورشیدی موثر است . عموما پنل ها دارای تعداد معینی از سلول ها برای  بازه توان و یا بازه ولتاژی هستند . که معمولاً این تعداد ها : 36 ، 60 و 72 سلولی هستند . به عنوان مثال یک پنل 72 سلولی در حالت استاندارد قادر به تولید یک بازه توانی بین 280 تا 400 وات و همچنین ولتاژ 36 تا 38 ولت ، می باشد  . البته در مواردی خاص ممکن است با تغییر در اتصالات سلول ها (سری یا موازی) یک پنل با ظرفیت و خروجی ولتاژی خاصی تولید شود  . هر پنل با توان خروجی DC تحت شرایط تست استاندارد (STC) ساخته می شود و به طور معمول بین 5 تا 400 وات متغیر است . 

در این مقاله قصد داریم در مورد ساختار یک پنل خورشیدی توضیحات مختصر و در عین حال کاملی ارائه دهیم.
 واضح است كه مواد اولیه با كیفیت بالا، منجر به سطح كارآیی بالاتر در محصول نهایی می شوند. ماده اصلی در ساخت سلول های خورشیدی سیلیکون است . علت آن هم ویژگی های نیمه هادی این ماده می باشد. زمانیکه اشعه خورشید به سطح یک سلول خورشیدی می تابد ، مواد نیمه هادی "نوع n  سیلیکون "به جنبش در می آیند و به دنبال این تحرک به مواد نیمه هادی" نوع P"  می رسند .
با اتصال یک نیمه هادی نوع p به یک نیمه هادی نوع n، الکترون‌ها از ناحیه n به ناحیه p و حفره‌ها از ناحیه p به ناحیه n منتقل می‌شوند. با انتقال هر الکترون به ناحیه p، یک یون مثبت در ناحیه n و با انتقال هر حفره به ناحیه n، یک یون منفی در ناحیه p باقی می‌ماند. یون‌های مثبت و منفی میدان الکتریکی داخلی ایجاد می‌کنند که جهت آن از ناحیه n به ناحیه p است. این میدان با انتقال بیشتر باربرها (الکترون‌ها و حفره‌ها)، قوی‌تر و قویتر شده تا جایی که انتقال خالص باربرها به صفر می‌رسد. در این شرایط ترازهای فرمی دو ناحیه با یکدیگر هم سطح شده‌اند و یک میدان الکتریکی داخلی نیز شکل گرفته‌است.

 کیفیت سیلیکون به کار رفته در یک سلول خورشیدی ، نقش مهمی را در تعیین راندمان یک پنل خورشیدی و در نتیجه یک سیستم خورشیدی ایفا می کند. همانطور که در بالا اشاره شد ، از کنار هم گذاشتن تعدادی سلول یک پنل خورشیدی تولید می گردد . یک پنل خورشیدی خود نیز دارای ساختار چند لایه است ، این لایه ها شامل موارد زیر هستند :
ویفر سیلیکونی که زیرلایه مواد نیمه هادی به شمار می رود ، به عنوان یکسو کننده .
 اتیلن وینیل استات (ethylene-vinyl acetate) (EVA) به عنوان لایه های پلاستیکی شفاف روی ویفر سیلیکونی .
 یک شیشه با کیفیت و با ضخامت 3 تا 4 میلیمتر با  ویژگی های ضد انعکاس برای بهبود انتقال نور و مقاومت در برابر درجه حرارت بالا و بارهای سنگین . 
 قاب فلزی برای نگهداری لایه های ویفر ، EVA و همچنین بهبود پایداری پانل خورشیدی که معمولا این قاب از آلومینیوم ساخته می شود .
 قسمت پشتی پنل نیز توسط یک صفحه پلاستیکی ساخته شده از PET یا پلیمرهای دیگر محافظت می شود تا از نفوذ رطوبت و گرد و غبار به ساختار پانل خورشیدی جلوگیری شود. در ساخت برخی از پانل های خورشیدی موجود در بازار، از دو لایه شیشه ای استفاده شده است ، به عبارت دیگر ، محافظ پشت پنل که پلاستیکی است با شیشه جایگزین شده . این باعث کمک به حداکثری نور از دو طرف پنل می گردد .
 

با توجه به نوع سیلیکون به کار رفته در ساخت پانل ها ، پانل های خورشیدی به "پلی کریستال(Polycrystalline)" و "مونو کریستال (Monocrystalline)" طبقه بندی می شوند. در پنل های خورشیدی مونو کریستال ، سیلیکون تک کریستالی توسط مواد دیگری مانند بور(boron) یا فسفر(phosphorus) برای ساخت نیمرسانا های n و p ، آلایش می گردد ، در حالی که در پانل های خورشیدی پلی کریستالی ، ویفر سیلیکونی ، از بلورهای متفاوت ساخته می شود و این بلور های متفاوت توسط مواد یکسانی برای غنی سازی رسانایی ، آلایش گردیده است . بسیاری از مواد سیلیکونی که در طبیعت موجود هستند به شکل پلی کریستالی هستند اما باید توجه داشت که پانل های خورشیدی مونو کریستال نسبت به نمونه های پلی کریستالی راندمان بیشتری دارند.
 

بلورهای سیلیکونی با ذوب شمش های سیلیکون و بور یا فسفر در یک اجاق مخصوص ساخته می شوند تا نیمه هادی های نوع P و n ایجاد شوند ، این اجاق های مخصوص بیشتر به شکل استوانه ای هستند. "سیلیکون نیترید" نیز برای تغییر رنگ سلول ها به رنگ آبی تیره به سلول های خورشیدی اعمال می شود تا بازتاب اشعه خورشید را به حداقل برساند و از این رو نسبت جذب را به حداکثر برساند.
 

شرکت انرژی خورشیدی سانان سولار مفتخر است با ارائه تخصصی مقالات فتوولتاییک گام بلندی را در آشنایی مردم با این انرژی رایگان بیکران خورشیدی بردارد از این رو به بررسی دقیق پنل های خورشیدی مونو کریستالین و پلی کریستال پرداخته تا همه بتوانند به راحتی با نحوه کار پنل های خورشیدی و سلول های فتوولتاییک آشنا شوند . از پنل های خورشیدی در نصب و راه اندازی نیروگاه های خورشیدی استفاده می گردد . امروزه مجموعه سانان با فروش پنل های خورشیدی و تجهیزات نیروگاهی در خدمت مردم عزیز شهر های تهران - قم اراک محلات بندرعباس کرمان رفسنجان مشهد کرمانشاه یزد یاسوج زاهدان ارومیه تبریز سلماس و قزوین می باشد .