A fotovoltaikus rendszerek a napsugárzás hatására elektromos áramot képesek létrehozni. Ezt a képességüket az előállítási folyamatuknak, valamint a felhasznált anyagok tulajdonságainak köszönhetik. Mai írásunkban bemutatjuk a napelemek létrehozásának legelterjedtebb módját.

Jelenleg a gyártók közel azonos eljárást alkalmaznak a létrehozás során, ami egy könnyen automatizálható és megbízható folyamat. A következőkben ennek lépéseit ismertetjük.

1. Az alapanyag

A napelemek alapanyaga a szilícium, egy fémesen csillogó elem. Ez egy fényre érzékeny félvezető, aminek kétféle – mono- és polikristályos – formáját használják. A kettő közül az utóbbi az elterjedtebb, amit az olvasztott szilícium irányított szilárdításával hoznak létre. Egy nagyméretű, oszlop alakú öntvényt készítenek, amelyet vékony lapokra szeletelnek/vágnak.

2. Maratás

A szilícium lapok előállításakor azok felülete szennyeződik, ezért szükség van mindkét felület lúgos vagy savas maratására. Ennek következtében sikeresen eltávolítható a hulladék lerakódás.

3. Felületi szennyezés

A félvezető kristályok (ez esetben a szilícium) különböző részeinek adalékolása következtében két félvezetőtípust alakítanak ki. Az N- és a P-típusoknak jó a vezetőképessége, de a kettő közti átmeneti réteg nem vezet. Ennek eredményeként érdekes elektronikai alkalmazásokat lehet kialakítani.

A szilícium n-típusú szennyezőanyaga a foszfor, a p-típusú pedig a bór.

4. Visszaverődést gátló felület

A közel optimális fénytörési tulajdonság kialakításához visszaverődést gátló bevonatra van szükség. Ez leggyakrabban a titán-dioxid.

5. A felső érintkező

A napelemek legfelső része az áramelvezető kontaktusrács. Ez a réteg készülhet ezüstből vagy rézből, amit általában az ún. filmnyomó készülékkel erősítenek a szilícium lap felső felületére.

6. Alsó érintkezés

A lap alsó felét ugyanilyen eljárással készítik, csak más anyagokat (ezüst és alumínium) használnak fel, és más mintát nyomnak a felületre. Ezt a továbbiakban magas hőmérsékleten izzítják, így létrehozva egy jó villamos vezetőt.

7. Véglegesítés

Az utolsó lépés során megvizsgálják az elkészült napelem teljesítményét. Ellenőrzött körülmények között, a napfényhez mindenben hasonlító mesterséges fénnyel mérik meg a feszültség-áramerősség görbét. A hibás elemeket kiselejtezik, a jól működőeket pedig különböző osztályokba sorolják. A rendszerek telepítése során azonos osztályú/teljesítményű (Wp) modulokat használnak fel, így az stabilabb és pontosabb lesz.

+1. Tesztelés és minősítés

A napelem előállítása egy könnyen automatizálható folyamat, amelynek során létrehozzák a szilícium alapanyagú modulokat. Azonban egy korrekt gyártó az elkészült napelemeket további tesztelések alá helyezik, hogy megbizonyosodjanak róla a vásárló a lehető legjobb minőséget kapja. Ilyen extra tesztek lehetnek például a rázkódás, hőmérsékletterhelés stb.

Minél többet költ egy gyártó minőségellenőrzésre annál biztosabb, hogy a megvásárolt napelem kiszolgálja a számára szánt élettartamot vagy esetleg túl is teljesíti azt. Értelem szerűen az olcsóbb gyártók nem tudnak költeni ilyen gyártás utáni tesztekre.