EN İYİ FOTOVOLTAİK UYGULAMALARI İÇİN SİLİKON

Silikon, çok kristalli ve monokristalli gofretler ve ince film silikon için hammadde olarak fotovoltaiklerde baskın uygulamalara sahiptir.

Günümüzde güneş pili teknolojisinde, kristalin silikon gofretler, güneş pili üretim endüstrisi için en yaygın temel olarak kabul edilmektedir. Bu nedenle, günümüzde fotovoltaikler için en kritik malzeme olarak silikona çok dikkat edilmektedir. Öte yandan, üretim giderlerindeki yıllık %5’lik düşüş nedeniyle mevcut teknolojide fotovoltaik endüstrisinde zorluklar yaşanıyor.

Giriş

Aslında, maliyetleri düşürmek için iki önemli yaklaşım vardır, çünkü güneş pillerinin maliyetlerinin yaklaşık %70’i gofretlerden kaynaklanmaktadır. Bu sorunu aşmanın ilk stratejisi, uygun maliyetli güneş sınıfı silikon hammadde malzemesi geliştirmektir. İkinci yöntem, pratik olarak düşük üretim fiyatlarına sahip, yeterince ekonomik güneş pili sınıfı silikonun üretilmesini içerir. Başka bir bakış açısına göre, günümüz endüstrisinde güneş dereceli silikon üretmek için üç farklı yaklaşım vardır. Güneş dereceli silikon elde etme girişimleri, akışkan yataklı bir reaktör aracılığıyla triklorosilan ayrışması ve bir tüp reaktörü kullanılarak eritilmesi gibi işlemlere dayanmaktadır. Bir boş alan reaktörü aracılığıyla monosilan ayrışmasının kendisi geliştirilme aşamasındadır. Özellikle, güneş dereceli silikon geliştirmek için herhangi bir tek işlem, gerekli nitelik ve standartları karşılamalıdır. Daha spesifik olarak, bir boş alan reaktörü kullanan monosilanın bileşimi zorlukların üstesinden gelebilmiştir. Fotovoltaik hücrelerdeki uygulamalar için çok kristalli silikon külçeler, son on yılın başından beri geliştirilmekte ve standart üretim süreçlerine göre üretilmektedir.

Günümüzde bu külçelerin son teknoloji büyümesi yaklaşık 0,5 – 1,5 cm/s’dir. Ayrıca fotovoltaik endüstrisi, uygulamaları için hedef olarak külçe ağırlığının artmasını ve çok kristalli silikon külçelerin büyüme hızının hızlandırılmasını içeren iki ana konsantrasyona sahiptir. Genel olarak, neredeyse yarısı gofret imalatından geldiği için üretim maliyetlerini düşürmek için birkaç yaklaşım getirilmiştir.güneş külçesi ve hammadde. Çözüm, ucuz güneş dereceli silikon hammadde malzemesi için özel bir süreç geliştirmek ve daha da önemlisi, çok kristalli silikon gofretler için süreçler önermektir. Gofret hastalığını ve kerft1 kaybını azaltarak silikon üretimine olan talebin azalması ve güneş pili verimliliğindeki artışın fotovoltaik sistem üretim giderlerinin azaltılmasına büyük katkısı olacaktır.

Silikonun Özellikleri

Silikon çoğunlukla silis kumu, taş ve killer dahil olmak üzere hafif işleme ve saflaştırma ile ticari amaçlar için kullanılır. Farklı bileşikler üretmek için 60’tan fazla elementle reaksiyona girer. Çoğu yarı iletken, çimento, seramik ve camın ana bileşeni silikondur. Silikon, çeliğin önemli bir bileşenidir ve inşaat endüstrisi için tuğlalarda yaygın olarak kullanılır. Silikonun metaloid yapısına dayanarak, silikonun metaller arası bileşikleri alaşım endüstrilerinde bakır, magnezyum ve alüminyum gibi metallere karşı dirençli hale getirmek için kullanılır. Metalurjik silikonda %99’luk daha yüksek tahliller, silikon reçineleri, contalar ve yağlarda uygulamalara sahiptir. Fotovoltaik hücrede güneş pillerinde doğrudan enerji tasarrufu sağlamak için ince silikon kristalleri kullanılır ve piezoelektrik camlar silikon kristallerinden yararlanır. Silikonun en yaygın kristal formu, %10 silikon ile birlikte alüminyum klorür ve sodyum klorürün elektroliz edilmesiyle hazırlandı. Bu yöntem biraz pahalı olduğu için daha sonra daha uygun maliyetli bir yöntem geliştirildi. Kristal silikon üretimi üzerine kimyasal araştırmalar devam etti ve bu da uçucu silikon hidritlerin, sentezlenmiş silan ve triklorosilanın keşfedilmesine yol açtı. 20. Yüzyılda silikatın yapısı ve bileşimi açıklığa kavuşturuldu.

Bir substratın bir dilimi olarak da adlandırılan gofretler, çoğunlukla entegre devre imalatında, fotovoltaik hücrelerde ve güneş pili imalatında uygulanan bir yarı iletkenin ince katmanlarıdır. Gofretler, mikroelektronik ölçeklerdeki cihazlar için substratlar olarak önemli bir role sahiptir. Gofretler uygulanabilmesi için iyon implantasyonu, doping, ince film biriktirme ve aşındırma gibi modifikasyonlara tabi tutulur.

Silikon gofretler ve uygulamaları hakkında daha fazla bilgi edinmek için,

blog yazımızı buradan okuyabilirsiniz.

Fotovoltaik

Fotovoltaikler, diğer yenilenebilir enerji kaynaklarına ek olarak başlıca sürdürülebilir enerji kaynağı olarak kabul edilir. Öncelikle fotovoltaik hücreler günümüz teknolojisinde silikona dayanmaktadır. Özellikle silikon, fotovoltaik hücrelerde monokristal ve çok kristalli gofretler üretmek ve bir dizi uygun uygulama için ince film silikon modülleri geliştirmek amacıyla kullanılmaktadır. Güneş pili üretimi oldukça kristalin silikon gofretlere bağımlıdır bu nedenle, silikon gofretlere dayalı teknoloji günümüzde fotovoltaikler için oldukça önemli bir konu olarak kabul edilmektedir. Gofret bazlı güneş pilleri kullanılarak güneş ışığının elektriğe doğrudan dönüştürülmesi yoluyla Watt başına düşen fiyatın (Wp) azalması, dönüşüm sürecine dahil olan faktörlerin daha derin bir şekilde anlaşılması ve tanınması sonucunda dönüşüm verimliliği arttıkça hayati önem taşımaktadır. Bu sonuçlar, son birkaç yıldaki masrafları aşmak için süreç araştırması ve uygun materyallerin yanı sıra teknolojilerin özel geliştirilmesinden yararlanılarak elde edilir. Temel olarak fotovoltaik, Watt tepe başına üretim maliyetlerini düşürmenin yollarını ve yaklaşımlarını ele alır. Watt tepe başına çok kristalli güneş sistemlerinin maliyet payları, güneş pili işleme %13, PV sistemi ve dönüştürücü maliyeti %30, güneş modülü işleme %9, güneş sınıfı silikon %20 ve güneş külçesi %28 olarak tahmin edilmektedir.1

Endüstriyel Silikon Gofret Güneş Pilleri

Son on yılda, gofret bazlı silikon güneş pillerinin %80’inden fazlası, kullanılacak bir yansıma önleyici madde olarak silikon nitrürü büyütmek için kimyasal buhar birikiminden yararlanarak gümüş ön ve alüminyum arka kontakları oluşturmak üzere serigrafi tekniğine göre üretildi.ön yüzey. Günümüz endüstrisindeki yaygın basılı güneş pillerinin çoğu, nispeten az miktarda işlem adımı içeren işlemi uygular. Aslında, bu güneş pili sınıfındaki proses ekipmanı, çok sayıda farklı ekipmanla birlikte ticari olarak temin edilebilir. Buna göre, standart serigrafi güneş pili, çok kristalli durumda ortalama %15’in üzerinde ve endüstriyel üretimde Czochralski silikon durumunda yaklaşık %16,5 verimliliğe ulaşmıştır.

Sonuç

Piyasada güneş dereceli silikon için özel işlemlerin mevcut olduğu ve yeni sürecin en son teknolojiye daha da yoğunlaştırılması gerektiği gösterilmiştir, çünkü daha düşük enerji tüketimi ve ardından makul miktarda safsızlık, teknolojinin bu kadar ciddiye alınması gereken şeydir. Silikon külçe teknolojisi ve daha yüksek verimliliğe sahip tekniklerdeki ilerleme nedeniyle fotovoltaiklerin üretim maliyetlerini her yıl %5 oranında aşmak mümkündür.