Конструкции и монтаж фотоэлектрических модулей

Юрий Степанович Почанин, 2021

В книге описаны материалы трех поколений фотоэлементов и рассмотрены принципы работы фотоэлектрических преобразователей на их основе. Показана эффективность сбора солнечной энергии с помощью фотоэлементов. Описаны классы качества фотоэлектрических элементов, стандарты тестирования, методы и экология их производства. Подробно рассмотрены основные компоненты фотоэлектрических систем с их выбором: конструкции солнечных модулей, контроллеры заряда солнечных батарей, типы, применяемых аккумуляторов и инверторов. Представлены основные схемы построения фотоэлектрических систем. Вкратце рассмотрены типы солнечных электростанций. Большая глава посвящена монтажу фотоэлектрических установок. В конце работы описаны варианты применения фотоэлектрических систем. Книга рекомендуется для учащихся средних и студентов высших заведений.

2.4. Методы производства солнечных элементов

Более 85% солнечных батарей производятся на основе моно и поликристаллического кремния. Технология их производства достаточно трудная, длительная и энергоемкая. Можно выделить несколько основных направлений разработки методов.

1. Пиролиз летучих соединений кремния. Высокочистый кремний получают моно-, ди-, три-, тетрахлорсилановым, методом алкоксисилановой технологии, дигалогенидным способом.

2.«Сименс»-процесс — один из основных промышленных способов получения материала для ФЭП, предложенный фирмой «Siemens A.G.» и включающий в себя очистку Si путем перевода его в трихлорсилан с последующим водородным восстановлением с получением поликристаллического кремния.

3. Высокочистый кремний можно получать путем его восстановления из тетрахлорида активным металлом (данный способ относится к одним из первых для получения кремния высокой чистоты). Способ основан на восстановлении чистого кремния с помощью активного металла при использовании в качестве исходного материала SiCl4 (в качестве восстановителя используют Zn).

4.Метод получения материала для создания дешевых солнечных батарей — гидрогенизированные аморфные пленки кремния (Si:H), которые представляют собой сплав кремния с водородом, содержание последнего составляет 10-35 %.

5. Карботермический способ получения кремня для ФЭП.

6.Экстрагирование кремния из сплава. Этот способ представляет собой разделительное экстрагирование кремния из алюмокремниевого расплава. Он основан на том, что при охлаждении расплава первой выделяемой кристаллической фазой является высокочистый кремний. Более усовершенствованный метод предполагает использование в качестве анода сплава Cu-Si, а в качестве электролита — водный раствор H2SO4. После электролитического извлечения меди из оставшегося шлама выделялся чистый кремний (чистотой порядка 99,999-99,9999 %).

7. Выращивание чистых кристаллов кремния из расплава. Для очистки полупроводниковых материалов в технологии солнечных преобразователей используется метод перекристаллизации. Применение метода нормальной направленной кристаллизации из расплава позволяет совмещать в одном технологическом цикле сразу три операции: очистку материала, легирование и выращивание из него мульти-, монокристалла.

Конец ознакомительного фрагмента.