सौर बैटरी उत्पादन: तकनीक और उपकरण

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

मानवता विद्युत आपूर्ति के वैकल्पिक स्रोतों पर स्विच करना चाहती है जो पर्यावरण को स्वच्छ रखने और ऊर्जा उत्पादन की लागत को कम करने में मदद करेगी। सौर बैटरी उत्पादन एक आधुनिक औद्योगिक तरीका है। बिजली आपूर्ति प्रणाली में सौर रिसीवर, बैटरी, नियंत्रक, इनवर्टर और विशिष्ट कार्यों के लिए डिज़ाइन किए गए अन्य उपकरण शामिल हैं।

सौर बैटरी मुख्य तत्व है जिससे किरण ऊर्जा का संचय और रूपांतरण शुरू होता है। आधुनिक दुनिया में, पैनल चुनते समय उपभोक्ता के लिए कई नुकसान होते हैं, क्योंकि उद्योग एक नाम के तहत बड़ी संख्या में उत्पादों को संयुक्त रूप से पेश करता है।

सिलिकॉन सोलर सेल

ये उत्पाद आज के उपभोक्ताओं के बीच लोकप्रिय हैं। सिलिकॉन उनके निर्माण का आधार है। गहराई में इसका भंडार व्यापक है, और उत्पादन अपेक्षाकृत सस्ता है। अन्य सौर कोशिकाओं के साथ प्रदर्शन स्तरों में सिलिकॉन सेल अनुकूल रूप से तुलना करते हैं।

तत्वों के प्रकार

सिलिकॉन सोलर सेल निम्न प्रकार से निर्मित होते हैं:

• मोनोक्रिस्टलाइन;
• पॉलीक्रिस्टलाइन;
• अनाकार।

उपरोक्त प्रकार के उपकरणों में अंतर होता है कि क्रिस्टल में सिलिकॉन परमाणुओं को कैसे व्यवस्थित किया जाता है। तत्वों के बीच मुख्य अंतर प्रकाश ऊर्जा के रूपांतरण की दक्षता का अलग संकेतक है, जो पहले दो प्रकारों के लिए लगभग समान स्तर पर है और अनाकार सिलिकॉन से बने उपकरणों के मूल्यों से अधिक है।

आज का उद्योग सोलर लाइट कैचर के कई मॉडल पेश करता है। उनका अंतर सौर पैनलों के उत्पादन के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरणों में निहित है। निर्माण तकनीक और शुरुआती सामग्री के प्रकार एक भूमिका निभाते हैं।

एकल क्रिस्टल प्रकार

इन तत्वों में एक साथ बंधी हुई सिलिकॉन कोशिकाएं होती हैं। वैज्ञानिक Czochralski की विधि के अनुसार, बिल्कुल शुद्ध सिलिकॉन का उत्पादन किया जाता है, जिससे एकल क्रिस्टल बनते हैं। अगली प्रक्रिया जमे हुए और कठोर अर्ध-तैयार उत्पाद को 250 से 300 माइक्रोन की मोटाई के साथ प्लेटों में काट रही है। पतली परतें इलेक्ट्रोड के धातु ग्रिड से संतृप्त होती हैं। उत्पादन की उच्च लागत के बावजूद, उच्च रूपांतरण दर (17-22%) के कारण ऐसे तत्वों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

पॉलीक्रिस्टलाइन तत्वों का उत्पादन

पॉलीक्रिस्टल से सौर कोशिकाओं के उत्पादन की तकनीक यह है कि पिघले हुए सिलिकॉन द्रव्यमान को धीरे-धीरे ठंडा किया जाता है। उत्पादन में महंगे उपकरण की आवश्यकता नहीं होती है, इसलिए सिलिकॉन प्राप्त करने की लागत कम हो जाती है।मोनोक्रिस्टलाइन वाले के विपरीत, पॉलीक्रिस्टलाइन सौर भंडारण में कम दक्षता कारक (11-18%) होता है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि शीतलन प्रक्रिया के दौरान, सिलिकॉन का द्रव्यमान छोटे दानेदार बुलबुले से संतृप्त होता है, जिससे किरणों का अतिरिक्त अपवर्तन होता है।

अनाकार सिलिकॉन तत्व

उत्पादों को एक विशेष प्रकार के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, क्योंकि सिलिकॉन प्रकार से उनका संबंध प्रयुक्त सामग्री के नाम से आता है, और फिल्म डिवाइस तकनीक का उपयोग करके सौर कोशिकाओं का उत्पादन किया जाता है। निर्माण प्रक्रिया में क्रिस्टल सिलिकॉन हाइड्रोजन या सिलोन को रास्ता देता है, जिसकी एक पतली परत सब्सट्रेट को कवर करती है। बैटरियों का दक्षता मूल्य सबसे कम है, केवल 6% तक। तत्वों, एक महत्वपूर्ण कमी के बावजूद, कई निर्विवाद फायदे हैं जो उन्हें उपरोक्त प्रकारों के अनुरूप खड़े होने का अधिकार देते हैं:

• ऑप्टिक्स अवशोषण मूल्य मोनोक्रिस्टलाइन और पॉलीक्रिस्टलाइन ड्राइव की तुलना में दो दर्जन गुना अधिक है;
• केवल 1 माइक्रोन की न्यूनतम परत मोटाई है;
• बादल का मौसम अन्य प्रजातियों के विपरीत, प्रकाश रूपांतरण कार्य को प्रभावित नहीं करता है;
• अपनी उच्च झुकने वाली शक्ति के कारण, इसे कठिन स्थानों में बिना किसी समस्या के उपयोग किया जा सकता है।

उपरोक्त वर्णित तीन प्रकार के सौर कन्वर्टर्स दोहरी गुणों वाली सामग्रियों से बने हाइब्रिड उत्पादों द्वारा पूरक हैं। ऐसी विशेषताएं प्राप्त की जाती हैं यदि सूक्ष्म तत्वों या नैनोकणों को अनाकार सिलिकॉन में शामिल किया जाता है। परिणामी सामग्री पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन के समान है, लेकिन नई तकनीकी विशेषताओं द्वारा इसके साथ अनुकूल रूप से तुलना की जाती है।संकेतक।

सीडीटीई फिल्म-प्रकार के सौर सेल के उत्पादन के लिए कच्चा माल

सामग्री की पसंद उत्पादन की लागत को कम करने और काम में प्रदर्शन में सुधार करने की आवश्यकता से तय होती है। सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला प्रकाश-अवशोषित कैडमियम टेलुराइड। पिछली शताब्दी के 70 के दशक में, सीडीटीई को अंतरिक्ष उपयोग के लिए मुख्य दावेदार माना जाता था, आधुनिक उद्योग में इसे सौर ऊर्जा में व्यापक आवेदन मिला है।

इस सामग्री को संचयी जहर के रूप में वर्गीकृत किया गया है, इसलिए इसके हानिकारक होने पर बहस कम नहीं होती है। वैज्ञानिकों द्वारा किए गए शोध ने इस तथ्य को स्थापित किया है कि वातावरण में प्रवेश करने वाले हानिकारक पदार्थों का स्तर स्वीकार्य है और पर्यावरण को नुकसान नहीं पहुंचाता है। दक्षता का स्तर केवल 11% है, लेकिन ऐसी कोशिकाओं से परिवर्तित बिजली की लागत सिलिकॉन-प्रकार के उपकरणों की तुलना में 20-30% कम है।

सेलेनियम, कॉपर और इंडियम से बने रे संचायक

डिवाइस में सेमीकंडक्टर कॉपर, सेलेनियम और इंडियम हैं, कभी-कभी इसे बाद वाले को गैलियम से बदलने की अनुमति दी जाती है। यह फ्लैट-प्रकार के मॉनिटर के उत्पादन के लिए इंडियम की उच्च मांग के कारण है। इसलिए, यह प्रतिस्थापन विकल्प चुना गया था, क्योंकि सामग्रियों में समान गुण होते हैं। लेकिन दक्षता संकेतक के लिए, प्रतिस्थापन एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, गैलियम के बिना सौर बैटरी का उत्पादन डिवाइस की दक्षता में 14% की वृद्धि करता है।

बहुलक आधारित सौर संग्राहक

इन तत्वों को युवा प्रौद्योगिकियों के रूप में वर्गीकृत किया गया है, क्योंकि ये हाल ही में बाजार में आए हैं। कार्बनिक अर्धचालक प्रकाश को अवशोषित करते हैंइसे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए। उत्पादन के लिए, कार्बन समूह के फुलरीन, पॉलीफेनिलीन, कॉपर फथलोसायनिन आदि का उपयोग किया जाता है। परिणामस्वरूप, पतली (100 एनएम) और लचीली फिल्में प्राप्त होती हैं, जो काम में 5-7% की दक्षता गुणांक देती हैं। मान छोटा है, लेकिन लचीली सौर कोशिकाओं के उत्पादन में कई सकारात्मक बिंदु हैं:

• इसे बनाने में ज्यादा खर्चा नहीं लगता;
• लचीला बैटरियों को मोड़ में स्थापित करने की क्षमता जहां लोच सर्वोपरि है;
• स्थापना की सापेक्ष आसानी और सामर्थ्य;
• लचीली बैटरी पर्यावरण के अनुकूल हैं।

उत्पादन के दौरान रासायनिक अचार

सबसे महंगी सौर बैटरी एक मल्टीक्रिस्टलाइन या मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन वेफर है। सिलिकॉन के सबसे तर्कसंगत उपयोग के लिए, छद्म वर्ग के आंकड़े काट दिए जाते हैं, वही आकार आपको भविष्य के मॉड्यूल में प्लेटों को कसकर रखने की अनुमति देता है। काटने की प्रक्रिया के बाद, क्षतिग्रस्त सतह की सूक्ष्म परतें सतह पर बनी रहती हैं, जिन्हें आपतित किरणों के स्वागत में सुधार के लिए नक़्क़ाशी और बनावट द्वारा हटा दिया जाता है।

इस तरह से उपचारित सतह एक बेतरतीब ढंग से स्थित माइक्रोप्राइमिड है, जिसके किनारे से परावर्तित होता है, प्रकाश अन्य प्रोट्रूशियंस की साइड सतहों पर पड़ता है। ढीला करने की प्रक्रिया सामग्री की परावर्तनशीलता को लगभग 25% कम कर देती है। अचार बनाने की प्रक्रिया अम्लीय और क्षारीय की एक श्रृंखला को अपनाती हैप्रसंस्करण, लेकिन परत की मोटाई को बहुत कम करना अस्वीकार्य है, क्योंकि प्लेट निम्नलिखित प्रसंस्करण का सामना नहीं करती है।

सौर सेल में अर्धचालक

सौर सेल उत्पादन तकनीक मानती है कि ठोस इलेक्ट्रॉनिक्स की मुख्य अवधारणा पी-एन-जंक्शन है। यदि n-प्रकार की इलेक्ट्रॉनिक चालकता और p-प्रकार की छिद्र चालकता को एक प्लेट में संयोजित किया जाता है, तो उनके बीच संपर्क बिंदु पर p-n संधि होती है। इस परिभाषा की मुख्य भौतिक संपत्ति एक बाधा के रूप में सेवा करने और एक दिशा में बिजली पारित करने की क्षमता है। यह वह प्रभाव है जो आपको सौर कोशिकाओं के पूर्ण संचालन को स्थापित करने की अनुमति देता है।

फास्फोरस प्रसार के परिणामस्वरूप प्लेट के सिरों पर एक एन-प्रकार की परत बनती है, जो केवल 0.5 माइक्रोन की गहराई पर तत्व की सतह पर आधारित होती है। सौर बैटरी का उत्पादन विपरीत संकेतों के वाहकों की उथली पैठ प्रदान करता है, जो प्रकाश की क्रिया के तहत उत्पन्न होते हैं। पी-एन-जंक्शन के प्रभाव क्षेत्र के लिए उनका रास्ता छोटा होना चाहिए, अन्यथा वे बिना बिजली पैदा किए एक-दूसरे को मिलने पर बुझा सकते हैं।

प्लाज्मा-रासायनिक नक़्क़ाशी का उपयोग

सौर बैटरी के डिजाइन में सामने की सतह होती है जिसमें करंट कैप्चर के लिए एक स्थापित झंझरी और एक पिछला भाग होता है, जो एक ठोस संपर्क होता है। विसरण परिघटना के दौरान, दो तलों के बीच विद्युतीय कमी उत्पन्न होती है और अंत तक संचरित हो जाती है।

शॉर्ट सर्किट को दूर करने के लिए उपकरण का उपयोग किया जाता हैसौर बैटरी, जो आपको प्लाज्मा-रसायन, रासायनिक नक़्क़ाशी या यांत्रिक, लेजर की मदद से ऐसा करने की अनुमति देती है। प्लाज्मा-रासायनिक प्रभाव की विधि का अक्सर उपयोग किया जाता है। एक साथ ढेर किए गए सिलिकॉन वेफर्स के ढेर के लिए नक़्क़ाशी एक साथ की जाती है। प्रक्रिया का परिणाम उपचार की अवधि, एजेंट की संरचना, सामग्री के वर्गों के आकार, आयन प्रवाह जेट की दिशा और अन्य कारकों पर निर्भर करता है।

एंटी-रिफ्लेक्टिव कोटिंग का आवेदन

किसी तत्व की सतह पर बनावट लगाने से परावर्तन 11% तक कम हो जाता है। इसका मतलब है कि किरणों का दसवां हिस्सा केवल सतह से परावर्तित होता है और बिजली के निर्माण में भाग नहीं लेता है। इस तरह के नुकसान को कम करने के लिए, प्रकाश दालों की गहरी पैठ के साथ एक लेप तत्व के सामने की तरफ लगाया जाता है, जो उन्हें वापस प्रतिबिंबित नहीं करता है। वैज्ञानिक, प्रकाशिकी के नियमों को ध्यान में रखते हुए, परत की संरचना और मोटाई का निर्धारण करते हैं, इसलिए इस तरह के कोटिंग के साथ सौर पैनलों का उत्पादन और स्थापना 2% तक प्रतिबिंब को कम कर देता है।

सामने की तरफ संपर्क चढ़ाना

तत्व की सतह को सबसे बड़ी मात्रा में विकिरण को अवशोषित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, यह आवश्यकता है जो लागू धातु जाल की आयामी और तकनीकी विशेषताओं को निर्धारित करती है। सामने की तरफ के डिजाइन को चुनकर, इंजीनियर दो विरोधी समस्याओं का समाधान करते हैं। ऑप्टिकल नुकसान में कमी पतली रेखाओं और एक दूसरे से बड़ी दूरी पर उनके स्थान के साथ होती है। बढ़े हुए ग्रिड आकार के साथ सौर बैटरी का उत्पादन इस तथ्य की ओर जाता है कि कुछ शुल्कों के पास संपर्क तक पहुंचने का समय नहीं होता है और वे खो जाते हैं।

इसलिए, वैज्ञानिकों ने प्रत्येक धातु के लिए दूरी और रेखा की मोटाई के मान को मानकीकृत किया है। किरणों को अवशोषित करने के लिए तत्व की सतह पर बहुत पतली पट्टियां खुली जगह होती हैं, लेकिन एक मजबूत धारा का संचालन नहीं करती हैं। धातुकरण को लागू करने के आधुनिक तरीकों में स्क्रीन प्रिंटिंग शामिल है। एक सामग्री के रूप में, चांदी युक्त पेस्ट खुद को सबसे ज्यादा सही ठहराता है। इसके प्रयोग से तत्व की दक्षता 15-17% बढ़ जाती है।

डिवाइस के पीछे धातुकरण

डिवाइस के पीछे धातु का जमाव दो तरह से होता है, जिनमें से प्रत्येक अपना कार्य स्वयं करता है। अलग-अलग छिद्रों को छोड़कर पूरी सतह पर एक सतत पतली परत, एल्यूमीनियम के साथ छिड़का जाता है, और छिद्रों को चांदी युक्त पेस्ट से भर दिया जाता है, जो एक संपर्क भूमिका निभाता है। ठोस एल्युमिनियम परत मुक्त प्रभार के लिए पीछे की ओर एक प्रकार के दर्पण उपकरण के रूप में कार्य करती है जो जाली के लटकते क्रिस्टल बांडों में खो सकती है। इस तरह की कोटिंग से सोलर पैनल बिजली में 2% ज्यादा काम करते हैं। ग्राहक समीक्षाओं का कहना है कि ऐसे तत्व अधिक टिकाऊ होते हैं और बादलों के मौसम से इतने प्रभावित नहीं होते हैं।

अपने हाथों से सोलर पैनल बनाना

सूर्य से बिजली के स्रोत, हर कोई घर पर ऑर्डर और इंस्टॉल नहीं कर सकता, क्योंकि आज उनकी लागत काफी अधिक है। इसलिए, कई शिल्पकार और शिल्पकार घर पर सौर पैनलों के उत्पादन में महारत हासिल कर रहे हैं।

आप इंटरनेट पर विभिन्न साइटों पर सेल्फ-असेंबली के लिए फोटोकल्स के सेट खरीद सकते हैं। उनकी लागतप्रयुक्त प्लेटों की संख्या और शक्ति पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, कम बिजली किट, 36 प्लेटों के साथ 63 से 76 डब्ल्यू तक, लागत 2350-2560 रूबल है। क्रमश। उत्पादन लाइनों से किसी भी कारण से अस्वीकृत कार्य आइटम भी यहां खरीदे जाते हैं।

फोटोवोल्टिक कनवर्टर का प्रकार चुनते समय, इस तथ्य को ध्यान में रखें कि पॉलीक्रिस्टलाइन कोशिकाएं बादल के मौसम के लिए अधिक प्रतिरोधी होती हैं और मोनोक्रिस्टलाइन वाले की तुलना में अधिक कुशलता से काम करती हैं, लेकिन उनकी सेवा का जीवन कम होता है। मोनोक्रिस्टलाइन वाले धूप के मौसम में अधिक कुशल होते हैं और अधिक समय तक टिके रहेंगे।

घर पर सौर पैनलों के उत्पादन को व्यवस्थित करने के लिए, आपको उन सभी उपकरणों के कुल भार की गणना करने की आवश्यकता है जो भविष्य के कनवर्टर द्वारा संचालित होंगे, और डिवाइस की शक्ति का निर्धारण करेंगे। पैनल के झुकाव के कोण को ध्यान में रखते हुए, यहां से फोटोकल्स की संख्या का अनुसरण किया जाता है। कुछ शिल्पकार संक्रांति की ऊंचाई के आधार पर और सर्दियों में - गिरने वाली बर्फ की मोटाई के आधार पर संचय विमान की स्थिति को बदलने की संभावना प्रदान करते हैं।

केस बनाने के लिए विभिन्न सामग्रियों का उपयोग किया जाता है। ज्यादातर वे एल्यूमीनियम या स्टेनलेस कोनों को लगाते हैं, प्लाईवुड, चिपबोर्ड आदि का उपयोग करते हैं। पारदर्शी हिस्सा कार्बनिक या साधारण कांच से बना होता है। बिक्री पर पहले से ही टांका लगाने वाले कंडक्टरों के साथ फोटोकल्स हैं, ऐसे लोगों को खरीदना बेहतर है, क्योंकि विधानसभा कार्य सरल है। प्लेटों को एक के ऊपर एक नहीं रखा जाता है - निचले वाले माइक्रोक्रैक दे सकते हैं। मिलाप और फ्लक्स पूर्व-लागू होते हैं।तत्वों को तुरंत काम करने वाले पक्ष पर रखकर मिलाप करना अधिक सुविधाजनक है। अंत में, चरम प्लेटों को टायर (व्यापक कंडक्टर) में वेल्डेड किया जाता है, जिसके बाद "माइनस" और "प्लस" आउटपुट होते हैं।

काम पूरा होने के बाद पैनल की जांच कर सील कर दी जाती है। विदेशी शिल्पकार इसके लिए यौगिकों का उपयोग करते हैं, लेकिन हमारे शिल्पकारों के लिए वे काफी महंगे हैं। होममेड ट्रांसड्यूसर को सिलिकॉन से सील कर दिया जाता है, और पीछे की तरफ ऐक्रेलिक-आधारित वार्निश के साथ लेपित किया जाता है।

निष्कर्ष में, यह कहा जाना चाहिए कि अपने हाथों से सौर पैनल बनाने वाले स्वामी की समीक्षा हमेशा सकारात्मक होती है। एक बार कनवर्टर के निर्माण और स्थापना पर पैसा खर्च करने के बाद, परिवार जल्दी से उनके लिए भुगतान करता है और मुफ्त ऊर्जा का उपयोग करके बचत करना शुरू कर देता है।