معرفی محصول

یک روز آفتابی را تصور کنید.

شما در لبه یک پشت بام ایستاده و ردیف‌هایی از پنل‌های خورشیدی را می‌بینید که آرام زیر آفتاب قرار گرفته‌اند. نور خورشید سفید است، اما آن پنل‌ها نه سفید، نه طلایی و نه شفاف هستند.

بیشتر آنها آبی هستند. یا سیاه.

و اینجا یک سوال بسیار طبیعی مطرح می‌شود. اگر پنل‌های خورشیدی برای جذب نور خورشید وجود دارند، چرا اینقدر تیره به نظر می‌رسند؟ غریزه ما می‌گوید سفید روشن‌ترین، نقره‌ای براق‌ترین و طلایی شبیه‌ترین به خورشید است. اما پنل‌هایی که واقعاً برق تولید می‌کنند مانند تخته‌هایی از شیشه آبی-سیاه به نظر می‌رسند.

به عنوان تأمین‌کننده ماشین‌آلات ساخت پنل خورشیدی و راه‌حل‌های کلید در دست خط تولید پنل خورشیدی، Ooitech می‌تواند خطوط تولید ماژول‌های تمام سیاه را ارائه دهد.

این واقعاً به زیبایی‌شناسی مربوط نیست. این یک مذاکره مهندسی چند دهه‌ای بین انسان و نور خورشید است.

سیلیکون پلی کریستال آبی در مقابل سیلیکون مونو کریستال سیاه

عنوان: آبی و سیاه پنل‌های خورشیدی رنگ ساده نیست. این نتیجه ترکیبی ساختار کریستال، فیلم ضد انعکاس و کارایی جذب نور است.

بیایید با یک تجربه ساده روزمره شروع کنیم. پوشیدن لباس سیاه در تابستان گرم‌تر است. پوشیدن سفید خنک‌تر است. لباس سفید نور زیادی را بازتاب می‌دهد. لباس سیاه بیشتر آن را جذب می‌کند.

پنل‌های خورشیدی به همین شکل کار می‌کنند. برای بیشتر اشیا، یک درخشش زیبا خوب به نظر می‌رسد. اما برای یک پنل خورشیدی، بازتاب نور اتلاف است. وقتی پرتوی نور خورشید به پنل برخورد کرده و به آسمان بازمی‌گردد، هرگز به الکتریسیته تبدیل نمی‌شود. تنها نوری که وارد سیلیکون می‌شود شانس بیدار کردن الکترون‌ها و ایجاد جریان را دارد. وزارت انرژی ایالات متحده نیز به سادگی بیان می‌کند: لایه سیلیکون نور را جذب می‌کند، الکترون‌ها برانگیخته می‌شوند و با حرکت خود جریان ایجاد می‌کنند.

بنابراین از ابتدا، یک پنل خورشیدی نمی‌خواهد سفید باشد. سفید یعنی "نور خورشید آمد و من آن را به آسمان بازگرداندم." آبی-مشکی یعنی "نور خورشید آمد و من تا جایی که می‌توانم آن را نگه می‌دارم."

پارامترهای فنی

چرا بسیاری از پنل‌های قدیمی آبی هستند؟

این به یک نوع بسیار رایج پنل در گذشته برمی‌گردد: سیلیکون پلی‌کریستال.

سیلیکون پلی‌کریستال یک کریستال کامل نیست. بلکه دانه‌های ریز زیادی است که در کنار هم قرار گرفته‌اند. مانند سطح یک دریاچه یخ‌زده که پر از الگوهای ترک‌خورده یخ است. هر دانه در جهتی کمی متفاوت قرار دارد. نور خورشید که به آن برخورد می‌کند، در هر نقطه کمی متفاوت بازتاب می‌یابد. به همین دلیل است که پنل‌های پلی اغلب آبی یا آبی تیره به نظر می‌رسند، با سطحی که بافتی شکسته، یخ‌ترک‌خورده و فلزی دارد.

بنابراین آبی سیلیکون پلی رنگ نیست. بیشتر شبیه بافت کریستال‌های سیلیکون است که زیر نور خورشید نمایان می‌شود.

اما آبی فقط از کریستال نمی‌آید. یک لایه بسیار نازک روی سطح پنل به نام پوشش ضد بازتاب وجود دارد. این اصطلاح فنی به نظر می‌رسد، اما درک آن آسان است. وقتی عینک می‌زنید، برخی لنزها بازتابی آبی-بنفش یا سبز کم رنگ دارند (صفحه نمایش گوشی که اکنون به آن نگاه می‌کنید نیز همین کار را می‌کند). آن فیلم تزئینی نیست. بازتاب را کاهش می‌دهد تا نور بیشتری از لنز عبور کند.

همینطور برای پنل. سیلیکون به خودی خود کاملاً بازتابنده است. اگر درمان نشود، بخشی از نور خورشید مستقیماً از سطح ویفر بازمی‌گردد. بنابراین مهندسان ویفر را بافت‌دار کرده و یک پوشش ضد بازتاب روی آن قرار می‌دهند تا نور بیشتری وارد سیلیکون شود. وقتی وزارت انرژی فرآیند تولید ماژول سیلیکون کریستالی را توصیف می‌کند، رسوب پوشش ضد بازتاب روی جلوی سلول به عنوان یکی از مراحل تولید سلول ذکر شده است.

تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از سطح ویفر

توضیح: زیر میکروسکوپ، سطح ویفر یک صفحه صاف نیست، بلکه میدانی متراکم از اهرام کوچک است. این بافت بازتاب را کاهش می‌دهد و نور خورشید بیشتری را درون ویفر به دام می‌اندازد.

می‌توانید پوشش ضدبازتاب را به عنوان یک ورودی ملایم تصور کنید. اگر تفاوت نوری بین هوا و سیلیکون خیلی ناگهانی باشد، نور به راحتی بازتاب می‌شود. اگر یک لایه انتقالی بین آن‌ها وجود داشته باشد، نور راحت‌تر به داخل ویفر نفوذ می‌کند. ماده سیلیکون سیاه NREL خطی دارد که به خوبی با این منطق مطابقت دارد: بازتاب کمتر به معنای جذب بیشتر است که به معنای راندمان بالاتر و توان بیشتر است. بافت‌سازی استاندارد و لایه‌های ضدبازتاب از قبل به سلول اجازه می‌دهند حدود 93٪–97٪ از نور خورشید را جذب کند، در حالی که فرآیند سیلیکون سیاه به ویفر اجازه می‌دهد بیش از 98٪ از نور ورودی را جذب کند، به همین دلیل است که سیاه به نظر می‌رسد. این به وضوح یک چیز را می‌گوید: هرچه یک پنل بخواهد کارآمدتر باشد، نور کمتری می‌تواند بازتاب دهد.

آبی درخشش باقی‌مانده از پلی‌سیلیکون اولیه و فیلم ضدبازتاب آن است. سیاه چیزی است که سیلیکون پس از یادگیری خوردن نور به نظر می‌رسد.

مزایای فنی

بعدها، پنل‌های سیاه بیشتر و بیشتر رایج شدند

پشت این یک شخصیت اصلی دیگر وجود دارد: سیلیکون مونوکریستالین.

سیلیکون مونو بیشتر شبیه یک بلوک واحد با یک جهت یکنواخت و ساختاری منظم است. بافت خردشده پلی‌سیلیکون را ندارد، بنابراین سطح آن یکنواخت‌تر، عمیق‌تر و نزدیک‌تر به سیاه به نظر می‌رسد.

اگر پلی‌سیلیکون مانند یک ورق یخ ترک‌خورده آبی است، سیلیکون مونو مانند یک قطعه ابسیدین است.

بسیاری از پشت‌بام‌های مسکونی اکنون ماژول‌های تمام‌سیاه را ترجیح می‌دهند. از دور شبیه شبکه‌هایی از قطعات صنعتی به نظر نمی‌رسند. بیشتر شبیه شیشه سیاه هستند که به طور مرتب چیده شده‌اند. داده‌های DOE اشاره می‌کند که تا سال 2022 سیلیکون مونوکریستالین 96٪ از محموله‌های جهانی ماژول خورشیدی را تشکیل می‌داد و به رایج‌ترین ماده جاذب در ماژول‌های امروزی تبدیل شد و ماژول‌های تولیدی صنعتی معمولاً به راندمان دنیای واقعی حدود 20٪–22٪ می‌رسند.

پس سیاه فقط به معنای ظاهر لوکس نیست. پشت آن کریستال‌های یکنواخت‌تر، تولید بالغ‌تر، بازتاب کمتر و مسیر جذب نور کارآمدتر قرار دارد.

• ساختار کریستالی یکنواخت‌تر با سیلیکون مونوکریستالین

• بازتاب سطحی کمتر، نور بیشتر در داخل trapped

• جذب بالاتر، تا بیش از 98٪ با سیلیکون سیاه

• ظاهر تمیز و تمام‌سیاه که در پشت‌بام‌های مدرن ترجیح داده می‌شود

• تولید بالغ و کم‌هزینه مناسب برای استقرار انبوه

کاربردهای محصول

بازگشت به تاریخچه انرژی خورشیدی

در سال ۱۹۵۴، آزمایشگاه‌های بل اولین سلول خورشیدی سیلیکونی عملی را نشان داد. بازده آن تنها حدود ۶٪ بود. با استانداردهای امروزی ۶٪ پایین به نظر می‌رسد، اما در آن زمان برای چرخاندن یک اسباب‌بازی کوچک کافی بود و برای اولین بار مردم را متقاعد کرد که نور خورشید می‌تواند فراتر از خشک کردن لباس و گرم کردن پوست باشد. می‌تواند مستقیماً به الکتریسیته تبدیل شود. انجمن فیزیک آمریکا نیز این تاریخ را ثبت کرده است: آزمایشگاه‌های بل اولین سلول خورشیدی سیلیکونی عملی را در ۲۵ آوریل ۱۹۵۴ با بازده اولیه حدود ۶٪ نشان دادند.

عکس تاریخی از سلول خورشیدی آزمایشگاه بل در سال ۱۹۵۴

توضیح: سلول‌های خورشیدی سیلیکونی اولیه بازده زیادی نداشتند، اما در را به روی فتوولتائیک مدرن گشودند.

این مانند یک آغاز بود. اولین سلول‌ها گران، کوچک و مانند یک اسباب‌بازی آینده از آزمایشگاه به نظر می‌رسیدند. سپس به فضا رفتند. یک ماهواره نمی‌تواند زغال‌سنگ حمل کند و هر روز باتری عوض کند، بنابراین سلول‌های خورشیدی بهترین منبع انرژی آن شدند. پس از آن، ویفرها نازک‌تر بریده شدند، فرآیندها بالغ شدند، هزینه‌ها کاهش یافت. آن تکه‌های آبی-سیاه که زمانی فقط متعلق به آزمایشگاه‌ها و فضاپیماها بودند، به آرامی در سراسر بیابان‌ها، کارخانه‌ها، مدارس، پارکینگ‌ها و پشت‌بام‌های معمولی گسترش یافتند.

رنگ نیز در طول مسیر تغییر کرد. از آبی پلی‌سیلیکون رایج روزهای اول تا سیاه مونو‌سیلیکون که اکنون رایج‌تر است، ممکن است چیزی بیش از یک سایه تیره‌تر به نظر نرسد. اما در پشت آن، کل زنجیره تأمین در حال پیشرفت بود.

بازتاب کمتر. جذب بیشتر. بازده بالاتر. هزینه کمتر. مناسب‌تر برای استقرار در مقیاس بزرگ. و رنگ همچنان تیره‌تر می‌شد.

ماژول‌های سیاه روی یک پشت‌بام مدرن

توضیح: خانه‌های مدرن به طور فزاینده‌ای از ماژول‌های سیاه یا تمام‌سیاه استفاده می‌کنند. آنها مرتب‌تر به نظر می‌رسند و نشان‌دهنده بلوغ سیلیکون مونوکریستال و طراحی با بازتاب کم هستند.

آیا پنل‌ها می‌توانند قرمز، سبز یا طلایی باشند؟

البته که می‌توانند.

فتوولتائیک یکپارچه با ساختمان در حال حاضر دارای ماژول‌های رنگی زیادی است. ساختمان‌های شهری همیشه یک دیوار شیشه‌ای سیاه نمی‌خواهند، بنابراین مهندسان از پوشش‌ها، بافت‌ها و محصورسازی ویژه برای تبدیل پنل‌ها به رنگ خاکستری، قرمز آجری، سبز و حتی نزدیک به رنگ یک دیوار پرده معمولی استفاده می‌کنند.

اما قیمت مستقیم است. شما آن را قرمز می‌بینید زیرا مقداری نور قرمز را به شما بازتاب می‌دهد. آن را سبز می‌بینید زیرا مقداری نور سبز را بازتاب می‌دهد. و نور بازتاب‌شده هرگز وارد سلول نمی‌شود تا برق تولید کند. این به معنای کاهش درآمد و راندمان تولید پایین‌تر است. PV رنگی غیرممکن نیست. فقط نیاز به یک مذاکره تازه بین ظاهر و کارایی دارد.

رنگ زیباتر به معنای پنل بهتر نیست. طراحی مهندسی بالغ اغلب بر روی گزینه‌ای فرود می‌آید که در درازمدت قابل‌اعتمادترین، کارآمدترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین باشد، نه پرزرق‌و‌برق‌ترین.

تماس و خرید

پس دوباره به آن تکه آبی-مشکی روی پشت‌بام نگاه کنید

این طور نیست که پنل‌های خورشیدی فقط به طور تصادفی این‌طور به نظر می‌رسند. این نتیجه‌ای است که توسط مواد سیلیکون، ساختار کریستالی، فیلم ضدبازتاب، هزینه تولید و راندمان تولید با هم غربال شده است.

آبی تزئین نیست. مشکی سلیقه نیست.

این پنل به شما می‌گوید که نمی‌خواهد نور خورشید را به آسمان بازگرداند. می‌خواهد نور را نگه دارد، الکترون‌ها را بیدار کند و فوتون‌های نامرئی را به جریان قابل‌دید تبدیل کند. خورشید از میان ابرها می‌تابد و بر آن آبی-مشکی ساکت فرود می‌آید. نه غرشی، نه دودکشی، نه شعله‌ای. فقط نوری که وارد سیلیکون می‌شود، الکترون‌هایی که شروع به حرکت می‌کنند، جریانی که در امتداد انگشتان فلزی نازک به سمت جایی دور جریان می‌یابد.

در آن لحظه، یک پنل خورشیدی مانند یک صفحه سیاه است که توسط خورشید سراسر نوشته شده است. و آنچه انسان‌ها روی آن می‌خوانند یک پاسخ ساده و کوچک است.

برای جذب کمی نور بیشتر خورشید، سیلیکون خود را به رنگ آبی-مشکی درآورد.

دیدگاه Ooitech

تغییر از پلی آبی به مونو تمام‌مشکی فقط یک روند رنگی نیست، بلکه داستانی تولیدی درباره فشردن بازتاب به سمت صفر است. در سمت ماژول، ما هر روز آن را می‌بینیم: سلول‌های مونو یکنواخت، بافت‌دهی دقیق و لمینیت تمیز چیزی است که یک پنل تمام‌مشکی را تیز و همچنان با عملکرد خوب نشان می‌دهد. اگر می‌خواهید ببینید این ماژول‌های مشکی چگونه در یک خط واقعی ساخته می‌شوند، کانال YouTube ما در www.youtube.com/ooitech کف کارخانه را از نزدیک نشان می‌دهد، و اگر تولید خورشیدی چیز مورد علاقه شماست، ارزش اشتراک دارد.