Introducing 

Prezi AI.

Your new presentation assistant.

Refine, enhance, and tailor your content, source relevant images, and edit visuals quicker than ever before.

Loading…
Transcript

Solar Cell Manufacturing

Introduction

ทำไมเราถึงควรหันมาใช้พลังงานแสงอาทิตย์ ?

- พลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานจากธรรมชาติที่ไม่มีวันหมด

- พลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานสะอาดไม่ก่อมลภาวะภายในและภายนอกบ้าน

1

- พลังงานแสงอาทิตย์คือต้นทุนที่ไม่มีค่าใช้จ่าย ช่วยให้เราประหยัด

- ปัจจุบันการติดตั้งแผงโซล่าเซลล์ทำได้ง่ายและสะดวกมากยิ่งขึ้น

วัตถุดิบ Raw Material

มีวัตถุดิบอยู่6ชิ้นดังนี้

2

กระจกใสนิรภัย

กระจกใสเหล็กต่ำพลังงานแสงอาทิตย์สูง / กระจก PV แสงอาทิตย์สำหรับคลุมผนัง

1

Solar Glass

เป็นกระจกเหล็กต่ำประสิทธิภาพสูงที่มีการส่งผ่านพลังงานแสงอาทิตย์สูงมาก

ความแข็งแกร่งและความทนทานของมันทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสม

สำหรับการใช้งานกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบผลึกซิลิคอน เช่นเดียวกับการสะสม

ความร้อนจากแสงอาทิตย์ กระจกเหล็กต่ำถูกสร้างขึ้นมาโดยเฉพาะเพื่อความโปร่งแสง

ที่ไม่ธรรมดาและไม่ทำให้เป็นใบ้หรือให้เสียสีที่แท้จริงในวงโคจรสีแก้วใส สีขาว

นวล หรือ น้ำ กระจกเหล็กต่ำพิเศษนี้ถูกสร้างขึ้นมาให้มีความใสและปราศจากสี ความโปร่ง

ใสที่เพิ่มขึ้นสามารถทำได้โดยการยกเลิกเหล็กออกไซด์ส่วนใหญ่จากวัสดุที่ใช้ใน

การผลิตแก้ว

Flat

มีเตาแก้วพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อรับประกันคุณภาพและมีกำลังการผลิตสองอันดับแรกในโลกแก้วลวดลายเหล็กต่ำของเราได้รับการออกแบบด้วยส่วนผสมเฉพาะและรูปแบบพิเศษ

ซึ่งใช้ประโยชน์อย่างเต็มที่จากการสะท้อนแสงของลวดลายลดการสะท้อนแสงอย่งมากและมีการส่งผ่านพลังงานแสงอาทิตย์สูงมากในทุกมุมมอง อย่างไรก็ตามปริมาณของเหล็กมีค่าน้อยกว่า 100 ppm ซึ่งทำให้กระจกดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ได้ต่ำมาก

ด้วยส่วนประกอบที่ปลอดสารพิษแก้วที่มีลวดลายเป็นแผ่นหล็กต่ำของกลุ่ม Flat

สอดคล้องกับข้อกำหนดต้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดของสหภาพยุโรป สหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่น

มันตอบสนองความต้องการในการบรรลุพลังงานสีเขียว

การส่งผ่านพลังงานแสงอาทิตย์ TEN% การวัดโดย UV-Vis-Spectrometer (ตามมาตรฐาน ISO 9050: 1990 (E)

และ DIN 67507 / 6.3. ปัจจัยตามมาตรฐาน ISO 9845/1, 300-2500 nm, AM 1.5]

EVA (Ethylene Vinyl Acetate) Film

เอทิลีนไวนิลอะซีเตดหรืออีวีเอ (ethylene vinyl acetate – EVA) เป็นโพลิเมอร์ชนิดหนึ่งได้จากการทำโพลิเมอร์ไรเซชั่น(polymerization) ของสารเอทิลีนโมโนเมอร์ (ethylene monomer) กับสารไวนิลอะซีเตดโมโนเมอร์ (vinyl acetate monomer – VAM)

EVA (Ethylene Vinyl Acetate) Film: เป็นชั้นที่มีลักษณะเป็นฟิล์มบางๆแต่มีความยืดหยุ่นสูงทำหน้าที่ เพิ่มความแข็งแรงและป้องกันความชื้นไม่ให้เข้าสู่ตัวเซลล์

2

โลหะอลูมิเนียม Anodized

การทำอโนไดซ์ คือ เป็นวิธีการเพิ่มความต้านทานการผุกร่อนของชิ้นส่วนโลหะ

- ไทเทเนียม

- สังกะสีไนโอเบียม

- แทนทาลัม

- อลูมิเนียม

3

solar cell

Solar Cells: เป็นชั้นที่ประกอบด้วยโซลาร์เซลล์หลาย ๆ เซลล์ ต่อกันแบบอนุกรม ซึ่งโดยทั่วไปจะมีจำนวนอยู่ที่ประมาณ 36 เซลล์ต่อ 1 แผง

วิธีสังเกตง่ายๆ คือ แต่ละเซลล์จะมีลักษณะเป็นสี่เหลี่ยมตัดมุมทั้งสี่มุม และมีสีเข้ม

4

โมโนคริสตัลไลน์ (Monocrystalline Silicon Solar Cells) ทำมาจาก ผลึกซิลิคอนเชิงเดี่ยว (mono-Si)

ไฟเบอร์กลาส Fiberglass Cloth

เป็นชั้นที่เสริมเข้าไปเพื่อทำให้แผงโซลาร์เซลล์มี

ความแข็งแรงเพิ่มมากขึ้น

5

ขั้วต่อสายไฟฟ้า

MC4 Connector เป็นอุปกรณ์เชื่อมต่อไฟฟ้า ที่นิยมใช้สำหรับเชื่อมสายไฟของแผงโซล่าเซลล์เข้าด้วยกัน

MC4 เป็นอุปกรณ์ที่ช่วยให้สายไฟของแผงโซล่าเซลล์นั้น เชื่อมต่อกันได้อย่างง่ายดาย เพียงดันตัว Connector ของแผงที่อยู่ติดกันด้วยมือเท่านั้นเอง เพียงแต่ว่าตัว Connectorนี้ก็จะมีกลไกการล็อคการเชื่อมต่อเข้ากันของ สายไฟ เพื่อป้องกันในกรณีที่สายไฟถูกดึงโดยบังเอิญ

6

กระบวนการผลิต

การผลิตแบ่งออกเป็น3กระบวนการ

3

3

1

2

1

6

TCO GLASS PREPARATIOM

2

5

คือการเตรียมวัตถุดิบหลักในการผลิต เซลล์แสงอาทิตย์ประกอบด้วย6ขั้นตอน

4

3

[cutting machining]

1.ลบคมกระจกTCOที่เคลือบด้วยตัวนำ

ไฟฟ้าโปร่งแสงtrimoxideโดยเครื่องลบคมกระจก

ซึ่งกระจกTCOทำหน้าที่เป็นขั้วโปร่งแสงนำไฟฟ้า พร้อมกับ เป็นขั้วบวกของเซลล์แสงอาทิตย์

2.เป็นกระบวนการผลิตที่ทำความสะอาดกระจก TCOที่ได้ทำการลบคมด้วยเครื่องล้างกระจกโดยใช้น้ำบริสุทธิ์สูงเป็นตัวล้างพร้อมเป่าแห้งเพื่อกำจัดสิ่งป่นเปื้อนต่างๆ

[nontraditional machining]

3.ตัดฟิล์มบางฟิล์มออกไซด์ที่เคลือบ บนแผ่นบนกระจกTCOเพื่อเป็นแผ่น ย่อยๆด้วยเครื่องตัดฟิล์มบางด้วยแสงเลเซอร์

[cleaning process]

4.ทำความสะอาดกระจกTCOอีก ครั้งเพื่อล้างเศษฝุ่นtrimoxideที่ เหลือตกค้างจากการตัดพร้อมดึง ประจุไฟฟ้าที่ผิวหน้ากระจกTCOออก

5.นำกระจกใส่ในboxcarrierซึ่งเป็นขั้วไฟฟ้า

โดยจะทำให้สามารถเคลือบฟิล์มบางลงบนกระจก TCOได้อย่างทั่วถึงและมีประสิทธิภาพเท่ากันทุกแผ่น

6.นำboxcarrierที่ใส่กระจกTCOไว้เข้า อบอุณหภูมิประมาณ200องศาด้วยเครื่อง preheatเพื่อเป็นการเตรียมให้กระจกTCO

มีอุณหภูมิเหมาะสมกับการเคลือบฟิล์มก่อน เข้าเครื่องPECVD

Cell fabrication

[Thin film deposition process]

1.เคลือบฟิล์มอะมอร์ฟัสซิลิคอน รวมทั้งหมด6ชั้นบนกระจกTCO

ที่ได้เตรียมไว้ก่อนหน้าด้วยเครื่อง

PECVDซึ่งเป็นขั้นตอนที่สำคัญที่ สุดในการผลิต เซลล์แสงอาทิตย์

1

2.ทำการปรับลดอุณหภูมิกระจกTCOลงโดยใช้เครื่องcooldownซึ่งจะช่วยลดเวลาให้น้อยลงกว่าการปล่อยให้เย็นตัวลงเองตามปกติ

2

[Blahing Etching lasre]

3.ตัดแบ่งเซลล์ครั้งที่2ด้วยเครื่องตัดฟิล์มบางด้วย

โดยจะทำการตัดฟิล์มบางอะมอร์ฟัสซิลิกอนที่ได้ จากการเคลือบฟิล์มจากขั้นตอนที่แล้ว

3

[Thin film deposition procrss]

4.นำไปเคลือบฟิล์มบางซิงค์ออกไซด์และฟิล์มบางซิลเวอร์ด้วยเครื่องPVDโดยฟิล์มบาง2ชั้นนี้ จะทำหน้าที่เป็นขั้วลบของเซลล์แสงอาทิตย์และเป็นตัว สะท้อนแสงกลับไปยังเซลล์แสงอาทิตย์ได้อีกด้วย

4

[การตัดด้วยเลเซอร์]

5.ตัดแบ่งเซลล์ครั้งที่3ด้วยเครื่องตัดฟิล์มบางด้วย

แสงเลเซอร์ซึ่งในครั้งนี้จะทำการตัดผ่านชั้นฟิล์มบางอะมอร์ฟัสซิลิกอน ฟิล์มบางซิงค์ออกไซด์ และฟิล์มบางซิลเวอร์

5

[solar simulator performance testing]

6.ทดสอบวัดประสิทธิภาพเซลล์แสงอาทิตย์

ครั้งที่1ด้วยเครื่องจำลองแสงอาทิตย์

6

Module assembly

[กระบวนการพ่นทราย]

1.การพ่นสารบริเวณริมขอบของแผงเซลล์

ด้วยเครื่อง Sand Blasting เพื่อป้องกันกระแสไฟฟ้าลัดวงจรและปรับพื้นผิวให้เหมาะสมกับกระบวนการลามิเนต

1

[กระบวนการของการเชื่อมไฟฟ้า]

2

2.เชื่อมขั้วโลหะนำกระแสไฟฟ้าด้วยเครื่อง

Ultrasonic Welding โดยทำการเชื่อมแผ่นอลูมิเนียมบนแผงเซลล์

3.นำแผ่นเทปรอนวางบนเฟรมนำแผ่นเซลล์ วางลงบนแผ่นเทปรอน นำแผ่นฟิล์มโพลิเมอร์EVA

วางทับบนแผงเซลล์จากนั้นเจาะรูเพื่อร้อยแถบ

อะลูมิเนียมและนำกระจกที่เจาะรูไว้เรียบร้อยแล้ววางทับ

3

[วิธีการติดแผ่นลามิเนต]

4

4.นำแผ่นเทกเจอร์และแผ่นยางไวตันคลุมทับ

ขั้นตอนการลามิเนชั่นด้วยเครื่องลามิเนเตอร์

โดยนำแผงเซลล์ที่เตรียมเสร็จขั้นต้น

มาทำการลามิเนตเพื่อให้แผงเซลล์ติดแน่น

กับแผ่นปิดหลังเซลล์โดยมีEVAเป็นตัวประสาน

[solar simulator performance testing]

5.ทดสอบวัดประสิทธิภาพของแผงเซลล์ครั้งที่2 ด้วยเครื่องจำลองแสงอาทิตย์

5

6.ทำการติดตั้งจังชั่นบอกซ์พร้อมสายไฟฟ้า

6

[solar simulator performance testing]

7

7.ทดสอบเป็นครั้งสุดท้ายโดยนำไปตากแดด30วันแล้วจึงนำมาทดสอบด้วยเครื่องจำลองแสงอาทิตย์อีกครั้งเพื่อวัดประสิทธิภาพในการใช้งานจริง

4

เครื่องจักรและอุปกรณ์

( Machine )

เครื่องลับคมกระจก

(Glass edge trimming machine)

เป็นเครื่องที่อำนวยความสะดวกในการผลิตแผงตะแกรงลวดที่ต้อง

มีการเก็บงานขอบแผงตัดเล็มเส้นลวดที่เกินขอบออกเพื่องานเรียบร้อย

ไม่คมบาดมือและความสวยงาม

เครื่องนี้จะช่วยลดความสิ้นเปลืองในการใช้แผ่นไฟเบอร์ ใบเจียรกระจก ใบตัดกระจก ซึ่งทำให้เกิดฝุ่นละอองและรอยไหม้ที่ผิวชิ้นงาน

เครื่องล้างกระจก

(Washing Machine)

เครื่องล้างกระจกทำหน้าที่ล้างกระจกโดย

ใช้น้ำบริสุทธิ์สูงเป็นตัวล้างพร้อมเป่าแห้ง

เครื่องตัดฟิลม์บางด้วยแสงเลเซอร์

(Laser Scriber Machine)

เป็นเครื่องที่ทำหน้าที่โดยการตัดฟิล์มบางอะมอร์ฟัส-ซิลิกอนที่ได้จากการเคลือบฟิล์ม

เครื่องควบคุมอุณหภูมิกระจก

(Preheat chamber)

เครื่องควบคุมอุณหภูมิกระจกเป็นการเพิ่มอุณหภูมิหรือลดอุณหภูมิชิ้นงานเพื่อเตรียมการในการใช้ในขั้นตอนต่อไป

เครื่องPVD

( Physical VaporDepositionp )

การตกตะกอนของไอสสาร ที่ได้มาโดยวิธีการทางฟิสิกส์ เป็นเทคโนโลยีทางด้านวิศวกรรมผิววัสดุ เพื่อสังเคราะห์ฟิล์มบาง สำหรับการใช้งานต่างๆ เช่นงานด้าน tribology (การสึกหรอ, แรงเสียดทาน และการหล่อลื่น), งานด้าน optics, เทคโนโลยี microchips, เทคโนโลยี hard disk drive

เครื่องจำลองแสงอาทิตย์

(Sand Blasting Machine)

ใช้ทดสอบการวัดประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์

เครื่องกำจัดฟิล์มบางด้วยการพ่นทราย

(sand blasting maching)

Sand Blasting Machine ใช้ทรายพ่นบริเวณขอบเพื่อป้องกัน

กระแสไฟฟ้าลัดวงจรและปรับพื้นผิวให้เหมาะสม

เครื่อง Ultrasonic Welding

เป็นการเชื่อมคลื่นจะถูกส่งผ่านอุปกรณ์ไปที่ส่วนที่แหลมที่สุด

ของชิ้นงาน (Energy Director) ซึ่งควรถูกออกแบบมาให้เหมาะกับการเชื่อมอัลตร้าโซนิค (เรียกว่า เส้นเชื่อม หรือ weld line) โมเลกุลในบริเวณที่แหลมที่สุดนั้นจะสั่นสะเทือนจนเกิดความร้อนและเริ่มหลอมละลายผนวกกับแรงที่กดชิ้นงานลงไปในแนวตั้ง

ให้ติดกันในช่วงนั้น ทำให้เกิดการเชื่อมติดในระดับโมเลกุล (molecular bonding) ซึ่งเป็นการเชื่อมที่ทนแรงดึงได้มากกว่าการเชื่อมด้วย

ความร้อน สารละลายหรือกาวต่างๆหลายเท่า รอยเชื่อมสามารถออกแบบให้เชื่อมแล้วเก็บส่วนเกิน (flash) และยังสามารถกันน้ำ (hermetic seal) ได้อีกด้วย

เครื่องลามิเนเตอร์

(Laminator Machine)

เครื่องลามิเนเตอร์ คือการนำชิ้นงานที่เตรียมมาขั้นต้น

มาทำการลามิเนตเพื่อทำให้งานมันแน่นขึ้นโดยมีEVAเป็นตัวประสาน

box carrier

box carrier ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่นักวิจัยไทยพัฒนาขึ้น

เพื่อเป็นขั้วไฟฟ้าโดยจะทำให้เคลือบฟิล์มบาง

ลงในกระจกได้อย่างทั่วถึง

เครื่อง PECVD

(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)

PECVD Machine เครื่องจักรสำหรับเคลือบฟิล์มบางซิลิกอนด้วยวิธีพลาสมา

ประเภทของกระบวนการผลิต

High Quality Production

สำหรับ solarcell เป็นการผลิต Quanitity production คือการผลิตที่ต้องการผลิตภัณฑ์ประเภทเดียวกันมากๆ ชิ้นโดยผลิตจากเครื่องจักรหรือหน่วยการผลิตเดียว และในกรณีที่ผลิตภัณฑ์ในจำนวนมากๆ ในทุกๆขั้นตอนการผลิตแล้ว หรือหลายเครื่องจักร ลักษณะของระบบการผลิตนี้จะมีการจัดวางเป็นสายงาน หรือเรียกว่า Flow line productions. Ex. การผลิตไฟฟ้าหรืออุปกรณ์ อิเลคทรอนิกส์ อย่างแผงโซลาเซลล์ที่กลุ่มเรากำลังจะทำนี้

5

Flow line produstion

เป็นการผลิต ผลิตภัณฑ์จำนวนมากๆในทุกๆขั้นตอนการผลิต

หรือ หลายๆเครื่องจักร

ลักษณะการผังโรงงาน

ประเภทของแผงโซล่าเซลล์

ปัจจุบัน แผงโซล่าเซลล์ มีอยู่ทั้งหมด 3 ประเภท สามารถแบ่งประเภทของโซล่าเซลล์ได้ด้วย สี รูปร่าง และความสามารถในการแปลงพลังงานแสงเป็น

พลังงานไฟฟ้า และวิธีผลิตของแผงโซล่าเซลล์มีดังนี้

6

แผงโซล่าเซลล์ชนิดโมโนคริสตัลไลน์

(Monocrystalline Silicon Solar Cells)

Monocrystalline Silicon Solar Cells

แผงโซล่าเซลล์ ชนิดที่ทำมาจาก ผลึกซิลิคอนเชิงเดี่ยว (mono-Si) หรือบางทีก็เรียกว่า single crystalline (single-Si) สังเกตค่อนข้างง่ายกว่าชนิดอื่นเพราะจะเห็นแต่ละเซลล์ลักษณะ

เป็นสี่เหลี่ยมตัดมุมทั้งสี่มุม และมีสีเข้ม

- มีประสิทธิภาพสูงสุด เพราะผลิตมาจาก ซิลิคอนเกรดดีที่สุด โดยมีประสิทธิภาพเฉลี่ยอยู่ที่ 15-20%

- มีประสิทธิภาพต่อพื้นที่สูงสุดเพราะว่าให้กำลังสูง

จึงต้องการพื้นที่น้อยที่สุดในการติดตั้งแผงโซล่าเซลล์ชนิดนี้ โมโนคริสตัลไลน์ สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้เกือบ 4 เท่า

ของชนิด ฟิล์มบางหรือ thin film

- มีอายุการใช้งานยาวนานที่สุด โดยเฉลี่ยแล้วประมาณ 25 ปีขึ้นไป

- ผลิตกระแสไฟฟ้าได้มากว่าชนิดโพลีคริสตัลไลน์เมื่ออยู่ในภาวะแสงน้อย

แผงโซล่าเซลล์ชนิด โพลีคริสตัลไลน์ (Polycrystalline Silicon Solar Cells)

เป็นแผงโซล่าเซลล์ชนิดแรก ที่ทำมาจากผลึกซิลิคอน โดยทั่วไปเรียกว่า โพลีคริสตัลไลน์ (polycrystalline,p-Si) แต่บางครั้งก็เรียกว่า มัลติ-คริสตัลไลน์ (multi-crystalline,mc-Si) เซลล์แต่ละเซลล์เป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส ไม่มีการตัดมุม สีของแผงจะออกสีน้ำเงินฟ้าไม่เข้มมาก

- มีขั้นตอนกระบวนการผลิตที่ง่าย ไม่ซับซ้อน

จึงใช้ปริมาณซิลิคอนในการผลิตน้อยกว่า เมื่อเทียบกับ ชนิดโมโนคริสตัลไลน์

- มีประสิทธิภาพในการใช้งานในที่มีอุณหภูมิสูง

ดีกว่าชนิดโมโนคริสตัลไลน์เล็กน้อย

- มีราคาถูกกว่าเมื่อเทียบกับชนิดโมโนคริสตัลไลน์

Polycrystalline Silicon Solar Cells

แผงโซล่าเซลล์ ชนิดฟิล์มบาง

(Thin Film Solar Cells)

Thin Film

Solar Cells

หลักการโดยทั่วไปของการผลิต โซล่าเซลล์ ชนิดฟิล์มบาง (Thin Film Solar Cell, TFSC)

คือ การนำเอาสารที่สามารถแปลงพลังงานจากแสง

เป็นกระแสไฟฟ้า มาฉาบเป็นฟิล์มหรือชั้นบางๆ ซ้อนกันหลายๆชั้น จึงเรียก โซล่าเซลล์ชนิดนี้ว่า ฟิล์มบาง หรือ thin film ซึ่งสารฉาบที่ว่านี้ก็มีด้วยกันหลายชนิด

- มีราคาถูกกว่าเพราะสามารถผลิตจำนวนมาก

ได้ง่ายกว่าชนิดผลึกซิลิคอน

- ในที่อากาศร้อนมากๆ แผงโซล่าเซลล์ชนิดฟิล์มบาง มีผลกระทบน้อยกว่า

- ไม่มีปัญหาเรื่อง เมื่อแผงสกปรกแล้วจะทำให้วงจรไหม้

Solar Cell

แผงโซล่าเซลล์ (Solar panel หรือ Photovoltaics) คือการนำเอาโซล่าเซลล์จำนวนหลายๆเซลล์มาต่อวงจรรวมกันอยู่ใน

แผงเดียวกันเพื่อที่จะทำให้สามารถผลิตและจ่ายกระแสไฟฟ้าได้มากขึ้น

โดยไฟฟ้าที่ได้นั้นเป็นไฟฟ้ากระแสตรง(DC) โซล่าเซลล์จะมีประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าสูงที่สุดในช่วงเวลากลางวัน พลังงานไฟฟ้าที่เหลือจากการใช้สามารถเก็บสะสมไว้ในแบตเตอรี่เพื่อ

ไว้ใช้ในเวลากลางคืนได้ แผงโซล่าเซลล์ที่มีวัตต์สูงสามารถชาร์จได้เร็ว แผงโซล่าเซลล์ที่มีวัตต์ต่ำจะชาร์จได้ช้า

7

end

Question time

ผู้จัดทำ

นางสาว ณัฐริกา ชัดเจน 620612075

นางสาว พิชชารีย์ ทิหวาย 620612103

นางสาว พิชญ์สินี ม่วงโกศัย 620612104

นางสาว พิทยาภรณ์ แสงสุข 620612105

นาย วีรภัทร์ อิงศรีวรกุล 620612119

Learn more about creating dynamic, engaging presentations with Prezi