Прагнення людини знайти новий невичерпне джерело енергії, безпечний для нашої та інших планет, привів до того, що сонячна енергетика на сьогоднішній день стає все більш і більш популярною темою по всьому світу. Споживання людиною енергії зростає, і за прогнозами до 2015 року воно складе вже 361 ГВт, а традиційні ресурси (нафта, газ і вугілля) на Землі обмежені, крім цього їх інтенсивне використання людиною забруднює планету. У порівнянні з іншими альтернативними джерелами енергії (гідроенергія, механічна і теплова енергія світового Океану, вітрова та геотермальна енергії), енергія Сонця має необмежений потенціал, Сонце несе необмежений запас енергії, потрібно тільки навчитися правильно використовувати її. У зв'язку з цим на світовому ринку спостерігається посилена робота з розвитку технологій і зниження цін на сонячні батареї, над цим питанням працюють провідні інститути і виробники світу. Уряди багатьох країн приймають Програми підтримки сонячної енергетики, в Росії, на жаль, подібних програм поки немає. Наша держава прийняла ряд поправок в ФЗ «Про електроенергетику», зруйнувавши таким чином монополію в сфері енергетики, однак актів під це ще немає, і невідомо, як вони будуть виглядати.

Світовий внесок Росії в виробництво фотоелектричних станцій на сьогоднішній день складає не більше 1%, тоді як сонячна фото-енергетика є однією з найбільш швидко зростаючих галузей світової економіки (світовий темп зростання - 30-50% на рік). При цьому в нашій країні поки що немає лабораторій здійснюють випробування і сертифікацію сонячних елементів і модулів за міжнародними стандартами. Тому для Європи Росія в сенсі сонячної енергетики, поки є «білою плямою».
Однією з переваг використання сонячних батарей є той факт, що фотоелектричні електростанції (ФЕС) самі екологічно чисті і легко зводяться, завдяки своїй модульній конструкції. Крім цього, ФЕС характеризує висока надійність (до сих пір вони є джерелом харчування практично для всіх супутників на земній орбіті, тому що працюють без поломок і майже не вимагають технічного обслуговування), низькі поточні витрати (завдяки відсутності рухомих частин, ФЕС не вимагають особливого догляду ), екологічність (це безшумні і чисті модулі, при їх роботі не відбувається спалювання палива), модульність (завдяки цій властивості, ФЕС можуть досягати абсолютно різних розмірів, в залежності від потреби в електроенергії ), Тривалий термін служби (працюють до 30 років), низькі витрати на будівництво (зазвичай ФЕС будують близько до споживача, тобто немає потреби тягнути лінії електропередач на далекі відстані, не потрібно закуповувати трансформатори), і звичайно потрібно відзначити незалежність ФЕС від зміни цін на енергоносії.

Особливою популярністю сонячні батареї користуються в південних країнах, де їх встановлюють безпосередньо на дахах житлових будинків, іноді такі батареї можна бачити практично на кожному будинку. Можна назвати кілька великих «сонячних парків». Серед них: «Сонячний парк» PEX в Іспанії на 30 МВт, здатний забезпечити енергією до 16000 будинків, «Сонячний парк» в Баварії на 11 МВт і в Лейпцигу на 5 МВт, в Португалії - на 11 МВт, в Південній Кореї на 4 МВт і в Ізраїлі - на 100 МВт.
На сьогоднішній день існує декілька технологій виробництва сонячних батарей, заснованих на використанні того чи іншого матеріалу при виготовленні пластини. Засноване це на різному поглинанні різними матеріалами сонячного випромінювання.

Серед широко використовуваних матеріалів можна назвати моно- і полікристалічний кремній, а також GaAs, CdTe, аморфний кремній і багато інших. Відповідно до обраним матеріалом застосовується певна технологія, яка відрізняється етапами виробництва і набором устаткування.
Найбільш часто в якості сировини використовується моно- і полікристалічний кремній. ККД пластин на основі цього матеріалу коливається в межах від 13 до 18% (в даний час провідні виробники сонячних батарей намагаються підвищити ККД до 19%). Такі пластини дуже тендітні, вимагають додаткового захисту, але значно дешевше пластин з інших матеріалів.

Тонкоплівкова технологія заснована на використанні таких матеріалів, як CdTe, GaAs або аморфний кремній. ККД таких пластин також не перевищує 20%, хоча в перспективі є плани збільшення його до 22%. Залежно від використовуваної підкладки такі батареї можуть гнутися, дуже стійкі до механічних впливів, герметичні. Вартість їх вище вартості кремнієвих систем.
В даний час провідні інститути Росії та світу ведуть розробки по створенню сонячних елементів на основі багатошарових структур, це дуже трудомістка робота, але вона дозволить підвищити ККД до 33%.
На сьогоднішній день виробництво сонячних батарей в промисловому масштабі найбільш рентабельно виконувати по кремнієвої технології, це найбільш вивчена і дає найвищий вихід технологія виробництва. Нижче наведена схема виробництва сонячних батарей на основі мультикристалічних кремнію. Дана ланцюжок складається з наступних етапів:
- Підготовка кремнієвої пластини, очищення її після різання, промивка;
- Структурування поверхні пластини, створення топології на її поверхні, травлення;
- Легування, нанесення фосфору;
- Дифузія фосфору, вжигание;
- Створення Pn-переходу, ізолювання його, видалення непотрібних шарів;
- Нанесення антіотражающім шару SiN;
- Металлизация (створення металевих контактів на зворотному боці пластини методом трафаретного друку);
- Сушка і вжигание;
- Створення контактів на лицьовій стороні пластини;
- Вирівнювання пластини;
- Перевірка і тестування.
Устаткування під кожен з етапів поставляють європейські та американські компанії - RENA, Roth & Rau, DESPATCH, BACCINI, MANZ - одні зі світових лідерів з виробництва устаткування в сфері сонячної енергетики. У Росії дані компанії являє ТОВ «Совтест АТО».

Далі в статті буде коротко описано обладнання під кожен етап виробництва.
Пластини на виробництво надходять практично готовими до подальшого їх використання, необхідно тільки видалити пошкодження, що утворюються на поверхні при різанні. З цією метою застосовується обладнання для виконання рідинної хімічної обробки, виробником якого є компанія RENA (Німеччина). Крім цього, установки компанії, а зокрема система серії InTex, покращує светоудержівающіе властивості пластин шляхом створення структури на їх поверхні.

На зображенні справа приведена фотографія, отримана за допомогою скануючого електронного мікроскопа, структури, отриманої на поверхні пластини після обробки її в системі InTex. Даний процес виконується за допомогою кислотних (рідше - лужних) реагентів. Системи дозволяють працювати з пластинами діаметром 125 і 156 мм, товщиною від 150 мкм.

Наступний етап - процес нанесення на пластину шару фосфору і його вжигание, ці процеси можуть бути виконані на одній установці - в дифузійної печі компанії DESPATCH, яка дозволяє виконувати процес одночасно на двох сторонах пластини. Печі цієї компанії відрізняє досить висока продуктивність, однорідність підтримки температури всередині печі і висока швидкість набору температури, а також здатність конфігурації конвеєра як справа наліво, так і зліва направо.

Після дифузії пластини потрапляють на установку компанії RENA - в систему серії InOx, призначену для ефективного зняття непотрібних шарів фосфосілікатного скла (необхідно для підвищення продуктивності), а також виконує додаткове очищення пластин перед осадженням нітриду кремнію, що виконується на установці компанії Roth & Rau.

Устаткування серії SiNA® призначене для нанесення антіотражающім покриття (SiN) і для пасивації сонячних батарей. Дана установка виконує один з основних етапів у виробництві сонячних батарей, тому що сильно впливає на ККД батарей. Наступний етап - це створення металевих контактів на зворотному боці пластини. Можна виконати методом трафаретного друку (наприклад, на принтерах компанії BACCINI), після чого пасту сушать в печах DESPATCH.

Після всіх цих процесів практично в 100% випадків пластина набуває вигин внаслідок термічного напруги різних матеріалів; позбутися від нього необхідно, щоб в подальшому, при встановленні пластин в модулі, не відбулася їх поломка. Для цього компанія DESPATCH розробила спеціальну установку - систему швидкого термічного шоку серії IL-RTS. Ця система має кілька робочих зон, де пластини спочатку піддаються дуже різкому охолодженню - до -70 ° С, а потім - нагрівання до +200 ° С. Ця установка дозволяє значно знизити ризик розтріскування пластин при подальшій роботі з ними, а також дозволяє розширити список використовуваних для друку паст.

Всі процеси в описаній вище лінійці обладнання виконуються автоматично, кожен з етапів всього технологічного ланцюжка з'єднаний з наступним. Автоматичні роботи для завантаження і розвантаження пластин, а також проміжні конвеєри поставляє німецька компанія MANZ Automation. Один такий робот здатний переміщати до 3600 пластин на годину, при цьому ризик поломки не перевищує 0.1%. Розроблені компанією MANZ роботи мають велику перевагу перед звичайними механічними утримувачами, тому що дозволяють працювати з дуже тонкими пластинами, товщина яких може опускатися нижче 120 мкм.

Крім автоматизації, компанія також поставляє тестери, які можуть бути використані для оцінки якості пластин як на вході, так і на виході з лінійки.
На закінчення хочеться відзначити, що зараз наша країна має всі передумови для розвитку сонячної енергетики - це потужна сировинна база, підприємства і наукові організації, що виробляють сонячні модулі. На такому серйозному фундаменті вже можна починати будувати сучасну вітчизняну індустрію в сфері фотовольтаїки.

Отримайте детальну інформацію про технічні характеристики, ціни та умови поставки обладнання, направивши офіційний запит з сайту .