עם הפיתוח המתמשך של טכנולוגיה פוטו-וולטאית, הייצור החברתי למערכות ייצור חשמל פוטו-וולטאיות הולך וגדל, מה שמחייב גם את התעשייה הפוטו-וולטאית לשפר עוד יותר את יעילות הייצור ואיכות הייצור שלה, תוך הפחתת עלויות הייצור ככל האפשר. בהקשר זה, טכנולוגיית הלייזר ממלאת תפקיד חשוב, עם ביצועיה הייחודיים הפכה לאחת הטכנולוגיות הנפוצות ביותר כיום בתעשיית הפוטו-וולטאים, ותופסת יתרון עצום בהשוואה לתעשייה הפוטו-וולטאית המסורתית המיושמת בטכנולוגיה.
יישום טכנולוגיית לייזר
בתהליך הייצור של רכיבים פוטו-וולטאיים, משתמשים בלייזרים כדי לדלל, לחתוך ולעצב פרוסות סיליקון. הלייזר יכול לרכז כמות גדולה מהאנרגיה שלו לשטח חתך קטן, מה שמגביר מאוד את יעילות ניצול האנרגיה ומאפשר לעבד חומרים קשים.
יחד עם זאת, מאפייני האנרגיה הגבוהים של הלייזר הופכים אותו לחם במיוחד, שניתן להשתמש בו לשריפת פרוסות סיליקון וחומרים מחוברים תחת שליטה מדויקת של הצוות, יצירת סימום קצוות התא או ציפוי פני השטח של רכיבים פוטו-וולטאיים, שיפור הפקת חשמל וניצול אנרגיה סולארית של תאים פוטו-וולטאיים, תוך שימוש במקור הלייזר כמקור האור העיקרי, הפחתת עלות ייצור החשמל, ושיפור מהותי ביעילות הפקת החשמל הפוטו-וולטאית.
יתרונות טכנולוגיית הלייזר
טכנולוגיית הלייזר לא רק מקלה על ייצור תאים פוטו-וולטאיים, אלא גם מפחיתה את קצב הנזק החומרי בתהליך הייצור תוך שמירה על יעילות הייצור, מה ששוב מוזיל את עלות ייצור החשמל הפוטו-וולטאי מהצד השני.
מנקודת המבט של ייצור רכיבים פוטו-וולטאיים, טכנולוגיית הלייזר תופסת ללא ספק יתרון עצום בהשוואה לתהליכי ייצור אחרים. קודם כל, אורך הגל של הלייזר יכול להיות מותאם על ידי הצוות כדי להשתנות בהתאם. ברכיבים פוטו-וולטאיים, למרות שהחומר החשוב ביותר לייצור הוא חומרים מוליכים למחצה מבוססי סיליקון, עדיין יש צורך בכמה חומרי מתכת וחומרים דיאלקטריים אחרים להשלמת הייצור. לתהליך עיבוד החומר המסורתי יש פגמים ברורים כאשר עוסקים בסוגים שונים של חומרים ולעיתים קרובות דורש החלפה זמנית של ציוד, בעוד שטכנולוגיית הלייזר יכולה לשנות את אורך הגל של הלייזר בהתאם למאפייני הקליטה של חומרים שונים לגלי אור, ובכך לפשט את שלבי הייצור. .
שנית, התכונות הפיזיקליות והכימיות של הסיליקון יציבות יחסית, אך בטמפרטורות גבוהות הוא עדיין יגיב עם חמצן באוויר כדי לייצר צורן דו חמצני; בנוסף, למרות שסיליקון קשה, הוא שביר ויתקלקל כאשר הוא נתון לכוחות חיצוניים אלימים. זה מגביל את היישום של עיבוד חומרים מסורתיים בתעשייה הפוטו-וולטאית. טכנולוגיית הלייזר אינה מייצרת חום גבוה בעת שימוש במקורות אור קצרי גל או פעימות, מה שמפחית את ההסתברות לשינויים איכותיים בסיליקון, ואין לה מגע מכני פיזי עם סיליקון בעת טיפול בסיליקון, מה שמפחית נזקים לסיליקון עקב השפעה מכנית ו מבטיח את האמינות של טכנולוגיית הלייזר. בנוסף, האופי המונוכרומטי של אור הלייזר ותכולת האנרגיה הגבוהה יחסית שלו הופכים אותו למקור הכוח היעיל ביותר באנרגיה לייצור חשמל פוטו-וולטאי. זה תורם רבות ליעילות של ייצור חשמל פוטו-וולטאי. לבסוף, בנוסף לחיתוך סיליקון, הלייזרים מסוגלים לצפות רכיבים פוטו-וולטאיים במידת אוטומציה גדולה יותר ובפחות נזקים מתהליכי ציפוי רכיבים פוטו-וולטאיים אחרים.
לטכנולוגיית הלייזר חשיבות רבה לפיתוח טכנולוגיית ייצור החשמל הפוטו-וולטאית הנוכחית. ככל שהיישום של טכנולוגיית הלייזר בפוטו-וולטאית ממשיך להתרחב, עלות ייצור החשמל הפוטו-וולטאית הולכת ופוחתת והיעילות הולכת וגדלה, כך היישום של טכנולוגיית הלייזר בתחום ייצור החשמל הפוטו-וולטאי ילך ויגדל יותר ויותר כדי לקדם את פיתוח נוסף של ייצור חשמל פוטו. מהמצב הנוכחי, נראה כי טכנולוגיית הלייזר תהפוך לתהליך ייצור הכרחי וחשוב בתעשיית ייצור החשמל הפוטו-וולטאית, ותהפוך למקור הכוח החשוב ביותר כדי להשיג במהירות את החדשנות הטכנולוגית הנוכחית של רכיבים פוטו-וולטאיים בתעשיית ייצור החשמל הפוטו-וולטאית. .
היישום של לייזר בפוטו-וולטא הוא בעיקר ייצור תהליך ייצור תאים, במילים פשוטות הוא חתיכה גדולה של חיתוך סיליקון, הטכנולוגיה המעורבת באמצע אינה מסובכת, נקודת הכאב העיקרית היא לוקליזציה של ציוד הייצור, תהליך הייצור של פרוסות סיליקון ופוסות שבבים דומות, אך דרישות הדיוק של הפרוסים גבוהות יותר, דרישות פרוסות הסיליקון פשוטות ואכזריות. תהליך ייצור מודול פוטו-וולטאי, הכולל מספר תהליכים, והשלמת תהליכים אלה יצרני ציוד גם מנצלים את הרוח המזרחית של התעשייה הפוטו-וולטאית, התפתחות מהירה. מרחב השוק של ציוד לייזר PV מושפע בעיקר מארבעה גורמי ליבה: קצב ההתרחבות של כושר ייצור תאים במעלה הזרם, מבנה ההתרחבות של נתיבי טכנולוגיה שונים, כמות ההשקעה ב-GW בודד וקצב חדירת היישום של הטכנולוגיה המקבילה. . ליישום ציוד הלייזר בתחום הפוטו-וולטאים יש סיכוי רחב, ועם יישום וקידום מתמשכים של מדיניות לאומית, מגמת הפיתוח העתידית של עידן האנרגיה החדשה כעמוד התווך הולכת ומתבהרת יותר ויותר. מאמינים כי בעתיד, טכנולוגיית ייצור חשמל פוטו-וולטאית תיושם במגוון רחב יותר של תחומים, ותהפוך למקור החשמל החשוב ביותר בחיי היום-יום שלנו, וטכנולוגיית הלייזר תתרום אף היא לפיתוח הפוטו-וולטאים.
