太陽電池モジュールがどのように作られるのか疑問に思うかもしれません。セルからモジュールへのプロセスは、非常に純粋な材料から始まります。これらの材料は、各ソーラーパネルがどのように機能するかに影響します。パネルの寿命にも影響します。バックシートなどに使用される素材は非常に重要です。彼らは太陽電池モジュールがどれだけ長く動作するかを決定することができます。たとえば、いくつかのバックシートはテストで問題がありませんでした。しかし、他のものは最大 9.4% の確率でクラックしました。以下のグラフで、太陽電池モジュールの生産がいかに急速に成長したかがわかります。
セルの組み立てからテストまでのすべてのステップが重要です。これらの手順は、太陽電池モジュールが時間の経過とともにどれだけのエネルギーを生成できるかを決定するのに役立ちます。
ソーラーパネルに適した材料を選択してください。純粋なシリコンと強力なバックシートにより、機能が向上し、長持ちします。
パネル作成の各ステップがなぜ重要なのかを理解してください。ドーピングやカプセル化などの手順により、太陽電池モジュールの機能が変化します。
認定を受けた太陽電池モジュールを選択してください。認証は、それらが安全で信頼性が高く、世界基準を満たしていることを示しています。
新しい素材や技術について学び続けてください。ペロブスカイトセルや両面受光パネルのようなものは、より多くのエネルギーを生成し、コストを削減できます。
ソーラーパネルを頻繁にテストし、手入れしてください。製造時に品質をチェックし、定期的にチェックすることで、製品をより長持ちさせることができます。
太陽光発電モジュールを見ると、特殊な素材で作られています。最も重要なものはシリコンです。シリコンは約に使用されています 太陽電池の95% 。シリコンにはさまざまな種類がありますが、結晶シリコンが最も一般的です。市場の75％を占めています。次に薄膜技術が 15% です。建物一体型太陽光発電が最後の 10% を占めます。
結晶シリコンパネルは長持ちし、うまく機能します。
テルル化カドミウム (CdTe) などの薄膜パネルは、使用する材料が少なく、熱への対処が優れています。
CdTe パネルは、より薄い層でより多くの光を取り込むことができます。これは薄暗い場所での作業に役立ちます。
シリコンと CdTe を比較するには、次の表を参照してください。
| 特性 | シリコン | カドミウム テルライド (CdTe) |
|---|---|---|
| 効率 | 15～20% | より高い吸収効率 |
| 厚さ | ～180μm | 1～2μm |
| 寿命 | 25年以上 | 同様の寿命 |
| 温度係数 | -0.3% ～ -0.5%/℃ | -0.20% ～ -0.30%/℃ |
| 環境への影響 | 無毒、豊富 | 有毒な重金属、安定 |
| 製造業 | 複雑で手順が多い | より簡単に、より少ない手順で |
注: 薄膜は最も急速に成長している太陽光発電技術です。企業はそれをより安く、より良いものにしています。
太陽電池がうまく動作するには、非常に純粋な材料が必要です。シリコンはほぼ完璧でなければなりません。 純度99.9999% 。プロセスは生のシリカから始まります。工場ではそれを冶金グレードのシリコンに加工します。その後、シーメンスプロセスを経てトリクロロシランになります。洗浄後は電子グレードのポリシリコンになります。チョクラルスキー法は単結晶インゴットを製造します。作業員はこれらのインゴットを太陽電池用の薄いウェーハに切断します。
結晶シリコンモジュールは非常に効率的で、多くの場合、 20％以上。薄膜モジュールの効率は 10 ～ 12% と低くなります。ただし、価格が安く、軽いため、設置が簡単です。選択する材料によって、ソーラーパネルの機能、寿命、環境への影響が変わります。
シリコンウェーハから太陽電池を製造するには多くの手順が必要です。各ステップにより、細胞の機能が向上し、寿命が長くなります。このプロセスでは、普通のウエハースがエネルギーを生み出すものに変わります。
まず、きれいなウェーハから始めます。切断による損傷は修正する必要があります。これにより、ウェーハは次のステップに向けて滑らかになります。次に、表面にテクスチャを追加します。テクスチャーはウェーハ上に小さなピラミッドを形成します。これらのピラミッドは、細胞内により多くの太陽光を捉えるのに役立ちます。
| 特典の | 説明 |
|---|---|
| 強化された光透過率 | テクスチャ付きガラスはより多くの光を取り込むため、電流が高くなります。 |
| 冷却効果 | テクスチャはモジュールの冷却に役立ち、モジュールの温度を低く保ちます。 |
| 自己洗浄特性 | 凹凸が水やホコリを寄せ付けないので、表面はきれいな状態を保ちます。 |
| エネルギー収量 | これらすべては、細胞がより多くのエネルギーを生成し、より良く機能するのに役立ちます。 |
次に、ウェーハにドーピングを行います。ドーピングにより、セルに特別な電気的機能が与えられます。シリコンにホウ素やリンなどの元素を加えます。これらの要素は、電気の移動を助ける細胞の一部を構成します。がある ドーピングを行うさまざまな方法:
レーザードーピングでは、エネルギーを使用してウェーハを損傷することなく元素を追加します。
選択的エミッタドーピングは、セルの動作を改善するために特定の場所にのみドーパントを配置します。
制御されたレーザードーピングにより、より良い結果を得るために追加するホウ素の量を変更できます。
ドーピングを非常に注意深く管理する必要があります。添加しすぎたり少なすぎたりすると、細胞は正常に機能しなくなります。ドーピング後は、リンケイ酸ガラスなどの余分な層を除去して、セルを次のステップに備えます。
ヒント: 適切なテクスチャリングとドーピングにより、太陽電池の動作が向上し、寿命が長くなります。
ドーピング後は、 反射防止コーティング (ARC) 。このコーティングは、セルがより多くの太陽光を取り込むのに役立ちます。これがないと、多くの太陽光が反射して失われます。 ARC は、二酸化ケイ素、二酸化チタン、窒化ケイ素、フッ化マグネシウムなどの材料を使用します。これらの材料は、光の反射を防ぎ、より多くの光を取り込む薄い層を形成します。
反射防止コーティングは光の反射を減らし、セルがより多くの光を取り込めるようにします。
ARC は光を使った特別なトリックを使用して、より多くの太陽光を閉じ込めます。
一般的な ARC 材料は、SiO2、TiO2、Si3N4、および MgF2 です。
次に、金属接点を追加します。これらの接点は電気を収集し、電池の外に送り出します。銀やアルミニウムなどの金属の細い線をセルの両面に印刷します。金属の種類とそれをどこに置くかが重要です。
金属の仕事関数は、電気をどれだけ集めるかによって変化します。
良好な金属接触は、セルがより多くの電圧と電流を生成するのに役立ちます。
間違った金属や設計を使用すると、セルの電力が失われます。
また、金属線が太陽光を遮断しすぎないようにする必要もあります。細い線がベストです。ここでの最後のステップはエッジ分離です。このステップにより、セルの側面からの電気の漏れが防止されます。
注: 反射防止コーティングと金属接触を適切に設計すると、セルの動作が大幅に向上します。
これらのステップにより、プレーンウェーハが強力で高効率の太陽電池に変わります。テクスチャリングから金属接点に至るまで、あらゆる部品がソーラーパネルの性能を最大限に発揮するのに役立ちます。
画像出典: はねない
ソーラーパネルは外側から見ると完成したように見えます。内部では多くの手順が行われ、各モジュールが適切に動作し、長持ちします。まず、太陽電池を接続します。これをセル相互接続と呼びます。セルの接合にははんだテープを使用します。これにより電気が流れる回路が形成されます。セルをどのように接続するかによって、モジュールの強度と効率が変わります。
| 相互接続テクノロジの | 信頼性への影響 | 効率への影響 |
|---|---|---|
| ワイヤー相互接続 | 熱膨張により層間剥離や接触不良を引き起こす可能性があります | 高温時の電力損失は最大 9% |
| 導電性接着剤 | 長期的なパフォーマンスをテスト済み | 指定されていない |
| モノリシック導電性バックシート | 長期的なパフォーマンスをテスト済み | 指定されていない |
| 低温はんだ線 | シリコンヘテロ接合技術に使用 | 指定されていない |
レーザーで細胞を半分に切断します。これをハーフカットといいます。電流損失を低減し、パネルの動作を改善します。レーザースクライビングにより、材料の薄い層が除去されます。これによりストレスが軽減され、物事が均一に保たれます。レーザーは表面に触れないため、工具の磨耗や汚れがありません。線は非常に細く、30ミクロン未満です。これにより、セルのレイアウトを厳密に制御できます。
破片も少なく、熱によるダメージもほとんどありません。
広い領域にわたってセルを接続できるため、より大きなモジュールを構築するのに役立ちます。
切断して接続した後、セルを文字列に配置します。これらのストリングを PV ガラス上に配置します。これらをはんだ付けしてセルモジュールを作ります。この慎重なレイアウトにより、各パネルから最大限の電力を引き出すことができます。
セルモジュールの組み立てプロセスの通常の手順は次のとおりです。
パフォーマンスを向上させるためにレーザーでセルを切断します。
セルをテープではんだ付けして弦を作ります。
PVガラスに弦を張って半田付けします。
エレクトロルミネッセンス (EL) でモジュールをスキャンして欠陥を見つけます。
モジュールを高温でラミネートして層を接着します。
余分な素材をトリミングし、アルミフレームを追加します。
ジャンクションボックスを取り付けて密閉します。
モジュールを冷却して清掃してください。
モジュールの品質とパフォーマンスをテストします。
完成したモジュールを梱包して発送します。
ヒント: セルの相互接続とレーザースクライビングを慎重に行うと、より長持ちし、より適切に機能するパネルを構築できます。
セルを接続して配置したら、セルを保護する必要があります。 カプセル化は次の大きなステップです。 セルを覆うために特別なフィルムを使用します。これらのフィルムは水、埃、ストレスを防ぎます。 EVA は最も一般的な封入材料です。 EVAは透明で熱に安定しており、太陽光にも強い素材です。セルをガラスとバックシートに接着します。
カプセル化フィルムは単に物をくっつけるだけではありません。これらはセルを緩衝し、電気的問題から保護します。水の侵入を防ぎます。水は腐食を引き起こし、パネルの寿命を縮める可能性があります。ポリオレフィン、PVB、シリコーン、熱可塑性エラストマーなどの他の材料も使用されます。それぞれに保護と耐久性に関する独自の長所があります。
| 封止材の | 耐久特性 |
|---|---|
| エヴァ | 高温でも安定しており、耐紫外線性があり、構造を応力下に保ちます |
| ポリオレフィン | 新しいオプション、将来のモジュールで人気が高まっています |
| PVB | 一部の用途では優れた接着力と耐久性を備えています |
| シリコーン | 柔軟性と耐久性に優れていますが、EVA ほど一般的ではありません。 |
| 熱可塑性エラストマー | クッション性と機械的保護を追加し、モジュールの耐久性を向上させます。 |
セルをカプセル化した後、スタックをラミネートします。熱と圧力で層をシールします。これにより空気や水の侵入を防ぎます。モジュールの強度と耐候性が向上します。通常はアルミニウム製のフレームを追加します。フレームは形状を与え、モジュールが風や雪に対処するのに役立ちます。アルミニウムは錆びないので、屋外でパネルが長持ちします。
フレームは熱膨張を抑えるので、モジュールが割れることはありません。
フレームが応力を分散するので、強風でもパネルが曲がりません。
アルミニウムやステンレスなどの丈夫で錆びにくい素材を使用すると、モジュールの寿命が長くなります。
ジャンクションボックスを取り付けて完了です。ジャンクションボックスはモジュールを太陽光発電システムに接続します。しっかり密閉して水やホコリの侵入を防ぎます。すべてが完了したら、モジュールを冷却して固めます。表面をきれいにし、最終テストを実行して品質をチェックします。
注: 適切なカプセル化とフレーム化により、パネルが環境から保護され、何十年も長持ちします。
セルモジュールの組み立てプロセスのすべてのステップが重要です。セルをどのように接続、カプセル化、フレーム化するかによって、モジュールがどの程度うまく機能し、どれだけ長く持続するかが決まります。適切な材料を選択し、最善の手順に従えば、長年にわたり信頼性の高い電力を供給するソーラー パネルが得られます。
太陽電池モジュールが正常に動作し、長持ちするようにしたいと考えています。そのため、工場ではあらゆる段階で品質をチェックしています。生産中には多くのテストが行われます。これらのテストは、問題を早期に発見するのに役立ちます。これにより、最終製品の強度が維持されます。
工場監査では、従業員が規則に従っていることを確認します。
インラインチェックでは、各ステップで間違いがないか監視します。
出荷前チェックにより、良好なモジュールのみが出荷されることが確認されます。
エレクトロルミネッセンス検査 (EL) は、 細胞内の隠れた問題を発見します。
機械的負荷テストでは、モジュールが風や雪に耐えられるかどうかを確認します。
湿式漏れ電流テストは、水が電気的トラブルを引き起こすかどうかをチェックします。
EL テストでは、特別な電流を使用してセルを発光させます。ひび割れや破損した部分はあまり輝きません。このテストでは、他のテストでは見逃される小さな問題が見つかります。 EL イメージングは赤外線スキャンよりも効果的です。微小亀裂や小さな欠陥の発見に役立ちます。現在、自動システムは EL 画像を高速かつ正確にスキャンします。これは、専門家の必要性が減少することを意味します。
モジュールがどの程度うまく機能するかを確認する必要もあります。 モジュールのテストでは、実際のパフォーマンスを調べます。次のようなものを測定します。
耐湿熱性
雹耐久性
潜在的な誘発劣化 (PID)
機械的負荷強度
サーマルサイクリング
紫外線誘発分解 (UVID)
モジュール効率
入射角修飾子 (IAM)
光および高温による劣化 (LeTID)
光誘起劣化 (LID)
PAN ファイルの精度
PTCとSTCの比率
温度係数
これらのチェックにより、モジュールが長期間にわたって正常に動作し続けることが確認されます。最終品質チェックでは、出荷前に最後の問題を検出します。
太陽電池モジュールが世界基準を満たすことを望んでいます。 認証は、モジュールが安全で信頼できることを示します。制作中は、国際グループの厳格なルールに従います。これらの規則は安全性とパフォーマンスの両方を対象としています。
| 認証規格の | 説明 |
|---|---|
| IEC 61215 | 実際の状況でパフォーマンスをテストします。 |
| IEC 61730 | 安全性とリスク予防に重点を置いています。 |
| UL1703 | 電気と火災の安全性をチェックします。 |
| CEマーキング | EU の健康、安全、環境規則への準拠を示します。 |
| CEC認証 | カリフォルニアの効率と安全を確保します。 |
他の認定も重要です。たとえば、CSI 認定では耐火性がチェックされます。品質と信頼性に関する SGS 認証テスト。 ISO 認証は、品質と環境に配慮していることを示します。英国市場では MCS 認証が必要です。 UL 認証は電気的および安全性の性能をチェックします。
ヒント: 必ず認定モジュールを選択してください。認証は、ソーラーパネルが品質、安全性、性能に関する厳しいテストに合格したことを意味します。
太陽光発電製造の品質管理があなたのお金を守ります。うまく動作し、長年にわたって使用できるモジュールが得られます。
選択する材料によって、太陽電池モジュールの機能が変わります。バックシートや封止材などの各部品は、パネルが生成するエネルギー量と寿命を決定するのに役立ちます。使用する場合 安定したバックシート素材を使用しているため、パネルの問題が少なく、修理の必要性も少なくなります。 EVA および POE カプセル化材は、電気を安全に保ち、部品を結合するのに役立ちます。新しいタイプでは使用する材料が少なくなっているため、パネルの製造が速くなり、コストも低くなります。
以下に、さまざまな材料がモジュールの効率にどのような影響を与えるかを示す表を示します。
| 証拠の説明 | 効率への影響 |
|---|---|
| 安定したバックシート素材 | パネルの寿命が長くなり、時間の経過とともにコストが削減されます |
| EVA および POE 封止材 | パネルの迅速化と低コスト化を支援 |
| エッジシールテープ | パネル全体の動作を改善する |
| 自動化のための一貫した材料 | より多くのパネルを作成し、品質を向上させるのに役立ちます |
| すべての BOM コンポーネント | パネルの性能とコストが変わります |
また、ソーラーパネルがどれくらい長持ちするか、材料がどのように変化するかについても考える必要があります。再生可能材料から作られた太陽光発電モジュール 必ずしも長く続くわけではありません。生分解性素材は分解が早く、通常の素材ほど天候に対応できない可能性があります。日光や製造上の間違いにより、パネルが摩耗する可能性があります。これは、太陽光発電システムの機能や節約に悪影響を与える可能性があります。
新しい素材により、太陽エネルギーはより良く、より使いやすくなりました。テルル化カドミウム (CdTe) やセレン化銅インジウム ガリウム (CIGS) などの薄膜太陽電池は、古いシリコン電池よりも軽く、コストも安くなります。ペロブスカイト太陽電池は製造が簡単で安価であるため、太陽光発電のコストを下げることができます。両面受光型ソーラーパネルは両面から光をキャッチし、 20% 多くの電力を供給します。 通常のパネルよりも
パネルの機能を向上させ、長持ちさせるための新しいアイデアをいくつか紹介します。
ペロブスカイト - シリコン タンデム太陽電池は現在 33.9% の効率に達しており、これは単接合セルよりも高く、より多くのエネルギーを得るのに役立ちます。
LONGi は、パネルの機能を向上させるために、部品の取り付け方法と電気の移動方法を変更しました。
新しいプラスチックと環境に優しい材料 初期コストが低く、修理の必要が少なく、錆びません。部品が軽いと送料も安くなります。
これらの新しい素材は、ソーラー パネルの強度を高め、機能を向上させ、より多くのコストを節約するのに役立ちます。これらのアイデアが改善されると、より多くのエネルギーが得られ、太陽電池システムの寿命が長くなります。
選択するすべての手順と材料によって、太陽電池モジュールの優れた品質が変わります。使用する 純粋なシリコン と強力な強化ガラスにより、パネルがうまく動作し、長持ちします。専門家は、いくつかの重要な点を探す必要があると言っています。
エネルギーの移動の制御に役立つパワーエレクトロニクス
新素材とスマートな機能
ソーラーパネルを選ぶときは、次の主な点を考慮してください。
寿命とその保証
価格とそれが品質に見合うかどうか
インストールが簡単で、システムで動作する場合
使用する場合 新しいアイデアは地球に優しい
プロセスについて学び、必要なものに合ったパネルを選択すると、賢い選択ができます。
pvは太陽光発電の略です。 pv は、太陽光を電気に変える太陽電池とモジュールを説明するために使用されます。太陽光発電技術は、家庭や企業でのクリーン エネルギーの使用に役立ちます。
IEC や UL などの認証を確認します。強力なフレームと優れたカプセル化を求めています。これらの機能を備えた pv モジュールは長持ちし、より良く動作します。 pv 製品を購入する前に、テスト結果を問い合わせることができます。
シリコンは、太陽電池が太陽光を捉えて発電するのに役立ちます。シリコンは安定していて効率的であるため、ほとんどの太陽光発電モジュールにシリコンが使用されています。シリコンを使用した太陽光発電パネルは長年にわたって良好に機能し、天候の変化にも対応します。
太陽光発電モジュールは、雲が太陽を覆っていても発電します。消費電力は少なくなりますが、太陽光発電技術は暗い場所でも機能します。薄膜タイプなどの一部の太陽光発電パネルは、薄暗い場所での使用に適しています。
太陽光発電モジュールは 25 年以上持続すると予想できます。優れた素材と強力なフレームにより、PV パネルの信頼性が維持されます。太陽光発電システムが良好に機能し続けるように、毎年点検する必要があります。
