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Chinaland Solar Energy Co., Ltd.SUNERGIE)
Créée en 2008, Chinaland Solar Energy Co., Ltd. (SUNERGY) est un modèle d'innovation et d'excellence dans le domaine de l'énergie solaire. En tant qu'entreprise de haute technologie, SUNERGY se consacre à l'avancement complet de la technologie solaire, couvrant la recherche et le développement, la production, la vente et le service de modules solaires et de systèmes de production d'énergie photovoltaïque.
Avec un engagement constant envers la qualité et la durabilité, SUNERGY est devenue une marque leader dans l'industrie photovoltaïque. Notre réputation d'excellence repose sur des capacités de R&D et des niveaux de fabrication de modules de pointe, garantissant que chaque produit livré répond aux normes les plus élevées.
En tant que défenseurs d'un avenir plus vert et plus durable, les experts de SUNERGIE sont passionnés par l’idée de donner aux individus et aux communautés les moyens d’exploiter la puissance du soleil. Grâce à leur expertise et leur dévouement, ils continuent d’ouvrir la voie à un avenir meilleur, un panneau solaire à la fois.
Les panneaux solaires jouent un rôle essentiel dans la transition mondiale vers les énergies renouvelables, en convertissant la lumière du soleil en électricité. À mesure que la demande en énergie propre augmente, il devient essentiel de comprendre le processus complexe de fabrication des panneaux solaires. Cet article propose une exploration détaillée de la manière dont les panneaux solaires sont fabriqués, des matières premières aux produits finis, en mettant en évidence chaque étape importante du processus.
Étape 1 : Matières premières
Le silicium : le cœur de la technologie solaire
Le silicium est la pierre angulaire de la plupart des cellules solaires. Il est principalement dérivé de la silice que l'on trouve en abondance dans le sable. Ses excellentes propriétés de semi-conducteur en font un matériau idéal pour la technologie photovoltaïque (PV).
Processus d'extraction et de purification
Extraction de quartz : La silice est extraite par des méthodes d’exploitation minière, impliquant généralement des techniques à ciel ouvert ou souterraines.
Fusion : La silice est soumise à des températures élevées (environ 1 500 °C) dans un four à arc électrique, où elle se combine avec le carbone pour produire du silicium de qualité métallurgique.
Traitement chimique : Pour atteindre la pureté nécessaire aux applications solaires, le silicium de qualité métallurgique subit une purification supplémentaire. Dans le procédé Siemens, il est converti en gaz trichlorosilane puis distillé. Le gaz purifié est ensuite réduit en silicium polycristallin de haute pureté par décomposition thermique.
Autres matériaux essentiels
Outre le silicium, plusieurs autres matériaux contribuent à la fonctionnalité et à la durabilité de solaire panneaux:
Métaux :
Argent : utilisé pour les contacts électriques en raison de sa conductivité supérieure. Il est généralement imprimé sur les cellules en fines lignes à l'aide de techniques de sérigraphie.
Aluminium : couramment utilisé pour la charpente car il est léger, résistant à la corrosion et rentable.
Verre:
Le verre trempé à haute transparence et à faible teneur en fer protège les cellules solaires tout en permettant une pénétration maximale de la lumière solaire. Ce verre est conçu pour résister aux conditions environnementales difficiles, notamment à la grêle et au vent.
Matériaux d'encapsulation :
Éthylène-Acétate de Vinyle (EVA) : Ce polymère est utilisé pour encapsuler les cellules solaires, offrant une isolation et une protection contre l'humidité et les contraintes mécaniques.
Feuille arrière :
Généralement constituée de polymères durables, la feuille arrière protège les cellules solaires des facteurs environnementaux et fournit une isolation électrique.
Étape 2 : Purification du silicium
La purification du silicium est essentielle car elle a un impact direct sur l'efficacité des panneaux solaires finaux. Le processus de purification comprend :
Extraction de quartz : Extraction de silice de la terre, souvent au moyen d’opérations minières à grande échelle.
Réduction de température élevée : La phase de fusion consiste à mélanger de la silice avec du carbone à des températures extrêmement élevées, ce qui donne du silicium de qualité métallurgique.
Affinement supplémentaire : Grâce à des réactions chimiques, le silicium de qualité métallurgique est transformé en gaz trichlorosilane, qui est ensuite purifié et décomposé thermiquement pour produire du silicium de haute pureté adapté à la production de cellules solaires.
Étape 3 : Production de wafers
Le silicium obtenu est coulé en gros lingots, qui sont ensuite découpés en plaquettes. Le processus de production des plaquettes comprend :
Procédé Czochralski
Cette technique permet de produire des lingots de silicium monocristallin. Un cristal de germe est plongé dans du silicium liquide en fusion et retiré lentement, formant ainsi un grand lingot cylindrique.
Tranchage
Une fois refroidis, les lingots de silicium sont découpés en fines tranches, généralement d'une épaisseur de 180 à 200 micromètres. Le découpage est effectué à l'aide de scies à fil qui minimisent les pertes de matière et assurent une épaisseur uniforme.
Polissage
Pour améliorer la qualité des plaquettes, elles peuvent subir un processus de polissage pour éliminer les défauts de surface et les préparer pour un traitement ultérieur.
Étape 4 : Fabrication des cellules
La transformation des plaquettes de silicium en cellules solaires fonctionnelles implique plusieurs étapes critiques :
Dopage
Le dopage consiste à introduire des impuretés dans le silicium pour créer la jonction p-n indispensable au fonctionnement des cellules solaires. Le phosphore est introduit pour former le silicium de type n, tandis que le bore est utilisé pour créer le silicium de type p. L'interface entre ces deux types génère un champ électrique, permettant le flux d'électrons lorsque la lumière du soleil frappe la cellule.
Texturation
La surface des plaquettes de silicium est texturée pour augmenter l'absorption de la lumière. Des techniques telles que la gravure chimique humide créent des structures microscopiques qui piègent la lumière, minimisant la réflexion et maximisant la lumière solaire captée par la cellule.
Revêtement antireflet
Une couche antireflet, généralement constituée de nitrure de silicium, est appliquée à la surface de la plaquette. Ce revêtement réduit les pertes par réflexion et améliore l'efficacité globale de la cellule solaire en garantissant que le plus de lumière possible pénètre dans le silicium.
Contacts métalliques
Des contacts métalliques sont ajoutés aux cellules solaires pour permettre la collecte et le transport des électrons générés. De la pâte d'argent est sérigraphiée sur la face avant, formant des motifs fins en forme de grille pour minimiser l'ombrage tout en assurant une conduction efficace. L'aluminium est généralement utilisé pour le contact arrière.
Étape 5 : Assemblage du module
Une fois les cellules solaires fabriquées, elles sont assemblées en modules :
Interconnexion cellulaire : Les cellules solaires individuelles sont connectées en série et en parallèle pour former un module solaire.
Encapsulation: Les cellules sont prises en sandwich entre des couches d’EVA et recouvertes d’une couche de verre protectrice.
Encadrement: Un cadre en aluminium est ajouté pour fournir un support structurel et faciliter l'installation.
Essai: Les modules sont soumis à des tests rigoureux pour garantir les normes de performance et de qualité avant d'être emballés pour l'expédition.
Étape 6 : Installation et intégration
Une fois fabriqué, panneaux solaires Les panneaux solaires sont expédiés aux distributeurs, aux installateurs ou directement aux consommateurs. L'étape finale consiste à intégrer les panneaux solaires dans un système d'énergie solaire, notamment :
Montage: Fixation de panneaux sur toitures ou systèmes au sol.
Connexions électriques : Connexion des panneaux aux onduleurs, aux batteries et au réseau électrique.
Conclusion
La fabrication de panneaux solaires est un processus complexe qui transforme les matières premières en une technologie essentielle pour la production d'énergie durable. Alors que la demande en énergie propre continue de croître, les progrès de la technologie solaire visent à améliorer l'efficacité, à réduire les coûts et à rendre l'énergie solaire accessible à un public plus large. Comprendre comment les panneaux solaires sont fabriqués met en évidence leur importance dans la transition vers un avenir plus vert.