Warum die Herstellung von Solarmodulen kostspielig ist?

Die Herstellung von Solarmodulen umfasst die folgenden Schritte:

1) Quarz oder Siliziumdioxid wird auf erhitzt 2000 Grad Celsius, um metallurgisches Silizium zu gewinnen ( Reinheit von 99%) . Dann hohe Reinheit 99.999% Reines Si wird durch den Siemens-Prozess extrahiert. Dieser Prozess ist energieintensiv und weist eine geringe Ausbeute pro Einheit auf.

2) Barrenguss: Solar- oder Siliziummaterial wird in einem Tiegel unter kontrollierter Kühlung geschmolzen. Nach einiger Zeit, Die Kristall-Flüssigkeits-Grenzfläche bewegt sich vom Boden des Tiegels nach oben, um einen Si-Kristallblock zu erhalten.

3)Waferproduktion: Der Umfangsabschnitt der Barren wird geschnitten, um kubische Barren zu erhalten, die mit Mehrdrahtsägemaschinen in Wafer geschnitten werden. Wafer mit einer Dicke von 100 Mikrometer und Abmessungen von 10 X 10 cm2 bis 15.6 X 15.6 cm2 werden bevorzugt. Etwa 30% des Siliziums wird bei diesem Prozess als Schnittfugenverlust durch Sägemehl verschwendet. Die Waferherstellung macht etwa aus 30% der Kosten einer Solarzelle.

4)Produktion von Solarzellen: Dabei werden hochwertige Wafer ausgewählt und mit Verunreinigungen dotiert,gefolgt von Erhitzen. Auf der Vorder- und Rückseite sind sorgfältig metallische Kontakte angebracht.

5) Bildung von PV-Modulen: Es werden Solarzellen mit ähnlichen Eigenschaften ausgewählt und miteinander verlötet. Ein Polymer, Ethylenvinylacetat(EVA) wird zum Schutz vor Feuchtigkeit vollflächig auf das verlötete Solarzellenfeld geklebt. Über die Vorderseite der Platte wird eine transparente Glasscheibe gelegt, um sie vor Staub und Steinen zu schützen. Da das Reflexionsvermögen von Glas hoch ist, eine Antireflexbeschichtung (TiO2 und Si1-xNx) wird unterhalb des Glases angebracht. Die Rückseite des PV-Moduls ist mit Polyvinylfluorid-Polymer, allgemein bekannt als Tedlar, bedeckt, um dem Angriff von Chemikalien zu widerstehen, Öle und Flecken. Anschließend wird das Modul verschiedenen Tests unterzogen, bevor es verpackt wird.

Dies ist ein allgemeines Prozesslayout für Solarzellen aus kristallinem Silizium. Dieser Prozess kann komplexer sein als beschrieben. Daher ist die Herstellung kostspielig und die Industrie benötigt enorme Anfangsinvestitionen.