في مايو 2022، ذكرت CCTV أن أحدث البيانات من إدارة الطاقة الوطنية تظهر أنه حتى الآن، تبلغ مشاريع توليد الطاقة الكهروضوئية قيد الإنشاء 121 مليون كيلووات، ومن المتوقع أن يتم ربط توليد الطاقة الكهروضوئية السنوي حديثًا بالشبكة. بمقدار 108 ملايين كيلووات، بزيادة قدرها 95.9% عن العام السابق.
أدت الزيادة المستمرة في القدرة المركبة العالمية للطاقة الكهروضوئية إلى تسريع تطبيق تكنولوجيا المعالجة بالليزر في الصناعة الكهروضوئية.كما أدى التحسين المستمر لتكنولوجيا المعالجة بالليزر إلى تحسين كفاءة استخدام الطاقة الكهروضوئية.وفقًا للإحصاءات ذات الصلة، وصل سوق السعة المركبة الجديدة للطاقة الكهروضوئية العالمية إلى 130 جيجاوات في عام 2020، محطمًا رقمًا قياسيًا جديدًا.في حين وصلت القدرة المركبة الكهروضوئية العالمية إلى مستوى مرتفع جديد، باعتبارها دولة إنتاج كبيرة شاملة، حافظت القدرة المركبة الكهروضوئية في الصين دائمًا على اتجاه تصاعدي.منذ عام 2010، تجاوز إنتاج الخلايا الكهروضوئية في الصين 50% من إجمالي الإنتاج العالمي، وهو أمر حقيقي.يتم إنتاج وتصدير أكثر من نصف صناعة الطاقة الكهروضوئية في العالم.
باعتباره أداة صناعية، يعد الليزر تقنية أساسية في الصناعة الكهروضوئية.يمكن لليزر تركيز كمية كبيرة من الطاقة في مساحة صغيرة من المقطع العرضي وإطلاقها، مما يحسن بشكل كبير من كفاءة استخدام الطاقة، بحيث يمكنه قطع المواد الصلبة.يعد تصنيع البطاريات أكثر أهمية في إنتاج الطاقة الكهروضوئية.تلعب خلايا السيليكون دورًا مهمًا في توليد الطاقة الكهروضوئية، سواء كانت خلايا السيليكون البلورية أو خلايا السيليكون ذات الأغشية الرقيقة.في خلايا السيليكون البلورية، يتم تقطيع البلورات المفردة/متعددة البلورات عالية النقاء إلى شرائح سيليكون للبطاريات، ويتم استخدام الليزر لقطع الخلايا وتشكيلها وكتابتها بشكل أفضل، ثم ربطها.
01 معالجة تخميل حافة البطارية
العامل الرئيسي لتحسين كفاءة الخلايا الشمسية هو تقليل فقدان الطاقة من خلال العزل الكهربائي، عادة عن طريق النقش وتخميل حواف رقائق السيليكون.تستخدم العملية التقليدية البلازما لمعالجة عزل الحواف، لكن المواد الكيميائية المستخدمة في الحفر باهظة الثمن وتضر بالبيئة.يمكن لليزر ذو الطاقة العالية والقوة العالية أن يخمل حافة الخلية بسرعة ويمنع فقدان الطاقة المفرط.مع الأخدود المشكل بالليزر، يتم تقليل فقدان الطاقة الناجم عن تيار التسرب للخلية الشمسية بشكل كبير، من 10-15% من الخسارة الناجمة عن عملية النقش الكيميائي التقليدية إلى 2-3% من الخسارة الناجمة عن تكنولوجيا الليزر .
02 ترتيب وكتابة
يعد ترتيب رقائق السيليكون بالليزر عملية شائعة عبر الإنترنت للحام التسلسلي التلقائي للخلايا الشمسية.يؤدي توصيل الخلايا الشمسية بهذه الطريقة إلى تقليل تكلفة التخزين ويجعل سلاسل البطارية لكل وحدة أكثر تنظيمًا وضغطًا.
03 القطع والكتابه
في الوقت الحاضر، أصبح استخدام الليزر لخدش وقطع رقائق السيليكون أكثر تقدمًا.إنها تتميز بدقة الاستخدام العالية، ودقة التكرار العالية، والتشغيل المستقر، والسرعة السريعة، والتشغيل البسيط والصيانة المريحة.
04 علامة رقاقة السيليكونعمل
التطبيق الرائع لليزر في صناعة الخلايا الكهروضوئية السيليكونية هو تمييز السيليكون دون التأثير على موصليته.يساعد وضع العلامات على الرقاقات الشركات المصنعة على متابعة سلسلة توريد الطاقة الشمسية الخاصة بهم وضمان الجودة المستقرة.
05 استئصال الفيلم
تعتمد الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة على تقنية ترسيب البخار والكتابة لاستئصال طبقات معينة بشكل انتقائي لتحقيق العزل الكهربائي.يجب ترسيب كل طبقة من الفيلم بسرعة دون التأثير على الطبقات الأخرى من الزجاج والسيليكون.سيؤدي الاجتثاث الفوري إلى تلف الدائرة في طبقات الزجاج والسيليكون، مما سيؤدي إلى فشل البطارية.
من أجل ضمان استقرار وجودة وتوحيد أداء توليد الطاقة بين المكونات، يجب تعديل قوة شعاع الليزر بعناية لورشة التصنيع.إذا لم تتمكن قوة الليزر من الوصول إلى مستوى معين، فلا يمكن إكمال عملية الكتابة.وبالمثل، يجب أن تحافظ الشعاع على الطاقة ضمن نطاق ضيق وضمان حالة عمل 7 * 24 ساعة في خط التجميع.كل هذه العوامل تضع متطلبات صارمة للغاية لمواصفات الليزر، ويجب استخدام أجهزة مراقبة معقدة لضمان ذروة التشغيل.
يستخدم المصنعون قياس طاقة الشعاع لتخصيص الليزر وضبطه لتلبية متطلبات التطبيق.بالنسبة لأجهزة الليزر عالية الطاقة، هناك العديد من أدوات قياس الطاقة المختلفة، ويمكن لأجهزة الكشف عالية الطاقة تجاوز الحد المسموح به من أشعة الليزر في ظل ظروف خاصة؛يتطلب الليزر المستخدم في قطع الزجاج أو تطبيقات الترسيب الأخرى الانتباه إلى الخصائص الدقيقة للشعاع، وليس الطاقة.
عند استخدام الخلايا الكهروضوئية ذات الأغشية الرقيقة لاستئصال المواد الإلكترونية، تكون خصائص الشعاع أكثر أهمية من الطاقة الأصلية.يلعب الحجم والشكل والقوة دورًا مهمًا في منع تسرب تيار البطارية الوحدة.يحتاج شعاع الليزر الذي يزيل المادة الكهروضوئية المترسبة على اللوحة الزجاجية الأساسية أيضًا إلى تعديل جيد.باعتبارها نقطة اتصال جيدة لتصنيع دوائر البطارية، يجب أن تستوفي الحزمة جميع المعايير.فقط الحزم عالية الجودة ذات التكرار العالي يمكنها استئصال الدائرة بشكل صحيح دون إتلاف الزجاج الموجود بالأسفل.في هذه الحالة، عادةً ما تكون هناك حاجة إلى كاشف كهروحراري قادر على قياس طاقة شعاع الليزر بشكل متكرر.
سيؤثر حجم مركز شعاع الليزر على وضع الاستئصال وموقعه.ستؤثر استدارة (أو بيضاوية) الشعاع على خط الكاتب المسقط على الوحدة الشمسية.إذا كان الكتابة غير متساوية، فإن الإهليلجية غير المتناسقة للشعاع ستسبب عيوبًا في الوحدة الشمسية.يؤثر شكل الشعاع بأكمله أيضًا على فعالية البنية المطلية بالسيليكون.بالنسبة للباحثين، من المهم اختيار ليزر ذو نوعية جيدة، بغض النظر عن سرعة المعالجة والتكلفة.ومع ذلك، بالنسبة للإنتاج، عادةً ما يتم استخدام أشعة الليزر ذات الوضع المقفل للنبضات القصيرة اللازمة للتبخر في تصنيع البطاريات.
توفر المواد الجديدة مثل البيروفسكايت عملية تصنيع أرخص ومختلفة تمامًا عن بطاريات السيليكون البلورية التقليدية.إحدى المزايا العظيمة للبيروفسكايت هي أنه يمكن أن يقلل من تأثير معالجة وتصنيع السيليكون البلوري على البيئة مع الحفاظ على الكفاءة.في الوقت الحاضر، يستخدم ترسيب بخار مواده أيضًا تكنولوجيا المعالجة بالليزر.ولذلك، في الصناعة الكهروضوئية، يتم استخدام تكنولوجيا الليزر بشكل متزايد في عملية المنشطات.يتم استخدام الليزر الكهروضوئي في عمليات الإنتاج المختلفة.في إنتاج الخلايا الشمسية السيليكونية البلورية، يتم استخدام تكنولوجيا الليزر لقطع رقائق السيليكون وعزل الحواف.إن تطعيم حافة البطارية هو منع حدوث ماس كهربائي في القطب الأمامي والقطب الخلفي.في هذا التطبيق، تجاوزت تكنولوجيا الليزر العمليات التقليدية الأخرى تمامًا.من المعتقد أنه سيكون هناك المزيد والمزيد من تطبيقات تكنولوجيا الليزر في الصناعة المتعلقة بالطاقة الكهروضوئية بأكملها في المستقبل.
وقت النشر: 14 أكتوبر 2022