Wie werden Solarmodule hergestellt?
Der Produktionsprozess von Solarmodulen umfasst mehrere Phasen, die je nach Typ und verwendeter Technologie variieren können. Hier ist ein allgemeiner Überblick über den typischen Herstellungsprozess:
1. Herstellung von Siliziumbarren:
Der erste Schritt besteht darin, hochreine Silizium-Ingots herzustellen. Dies geschieht häufig durch einen Prozess namens Czochralski-Methode oder Float-Zone-Methode. In dieser Phase werden Verunreinigungen aus dem Silizium entfernt, um den gewünschten Reinheitsgrad zu erreichen.
2.Wafer-Herstellung:
Die Siliziumbarren werden in hauchdünne Scheiben geschnitten. Dies geschieht in der Regel mit einer Drahtsäge oder einem Diamanttrenner. Die resultierenden Wafer sind kreisförmig und haben eine Dicke von etwa 150–200 Mikrometern.
3. Wafer-Reinigung:
Anschließend werden die Waferoberflächen gereinigt, um alle Verunreinigungen oder Partikel zu entfernen, die die Leistung der Solarzelle beeinträchtigen könnten. Zu diesem Zweck kann eine Kombination aus chemischem Ätzen und Ultraschallbädern verwendet werden.
4. Herstellung von Solarzellen:
Die gereinigten Wafer werden zu Solarzellen verarbeitet. Dies umfasst mehrere Schritte, darunter:
Texturierung:
Die Oberfläche des Wafers ist strukturiert, um die Lichtabsorption zu erhöhen, indem eine zufällige Struktur erzeugt wird, die die Reflexion reduziert.
Diffusion:
Auf einer Seite des Wafers wird eine Schicht aus Phosphor aufgebracht, während auf der anderen Seite eine weitere Schicht aus Bor oder Aluminium aufgebracht wird. Dadurch entsteht ein pn-Übergang, der für die Erzeugung eines elektrischen Feldes innerhalb der Zelle von entscheidender Bedeutung ist.
Antireflexbeschichtung:
Um Reflexionsverluste zu minimieren und die Lichtabsorption zu verbessern, wird eine Schicht aus Antireflexmaterial aufgetragen.
Kontaktaufnahme:
Metallkontakte, typischerweise aus Silber oder Aluminium, werden auf die Vorder- und Rückseite der Zelle gedruckt, um den erzeugten Strom zu sammeln.
5.Solarpanel-Montage:
Mehrere Solarzellen werden zu einem Solarpanel zusammengeschaltet. Die Zellen werden mit Leitkleber oder Siebdruck-Lötpaste miteinander verlötet. Zur Verbindung der Zellen werden Sammelschienen und Verbindungsbänder verwendet. Auf der Rückseite des Panels ist eine schützende Rückseitenfolie, typischerweise aus einem Polymer, angebracht.
6. Kapselung:
Die Vorderseite des Solarpanels, die die Solarzellen enthält, ist mit einem transparenten Einkapselungsmaterial bedeckt, häufig Ethylenvinylacetat (EVA) oder einem ähnlichen Material. Diese Kapselung schützt die Zellen vor äußeren Einflüssen und lässt gleichzeitig Sonnenlicht durch.
7.Rahmeninstallation:
Zur Unterstützung und zum Schutz ist an den Rändern des Solarmoduls ein Rahmen angebracht. Der Rahmen besteht normalerweise aus Aluminium oder Stahl und sorgt für strukturelle Stabilität.
8. Qualitätskontrolle und Prüfung:
Während des gesamten Produktionsprozesses werden strenge Qualitätskontrollmaßnahmen ergriffen, um sicherzustellen, dass die Panels den Leistungsstandards entsprechen. Nach der Montage wird jedes Panel verschiedenen Tests unterzogen, wie z. B. elektrischen Leistungstests, Isolationswiderstandstests, thermischen Zyklen und visuellen Inspektionen.
9.Verpackung und Vertrieb:
Sobald die Platten die Qualitätskontrolle bestanden haben, werden sie verpackt und für den Versand vorbereitet. Sie werden in einer Schutzverpackung verpackt, um Schäden während des Transports zu vermeiden.
Es ist wichtig zu beachten, dass dieser Überblick einen allgemeinen Überblick über den Produktionsprozess von Solarmodulen bietet. Verschiedene Hersteller können zwar Unterschiede in den eingesetzten spezifischen Techniken und Technologien aufweisen, die grundlegenden Schritte bleiben jedoch weitgehend gleich.