Η διαδικασία κατασκευής φωτοβολταϊκών στοιχείων περιλαμβάνει πολύπλοκες τεχνικές μηχανικής και τη διαδικασία κατασκευής διαφορετικών φωτοβολταϊκών τεχνολογιών (όπως κρυσταλλικό πυρίτιο, λεπτές μεμβράνες κ.λπ.) Ακολουθεί μια σύντομη επισκόπηση της διαδικασίας κατασκευής φωτοβολταϊκών στοιχείων κρυσταλλικού πυριτίου, του πιο συνηθισμένου τύπου φωτοβολταϊκό στοιχείο:
Καθαρισμός πρώτων υλών πυριτίου: Το πυρίτιο είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο υλικό ημιαγωγών σε φωτοβολταϊκά στοιχεία. Πρώτα απ 'όλα, η πρώτη ύλη πυριτίου πρέπει να καθαριστεί για να επιτευχθεί η καθαρότητα που απαιτείται για τα φωτοβολταϊκά στοιχεία. Αυτό συνήθως επιτυγχάνεται με χημική εναπόθεση ατμών (CVD) για την παραγωγή πολυπυριτίου.
Παραγωγή πλινθωμάτων πυριτίου: Το καθαρισμένο πολυπυρίτιο τήκεται και στερεοποιείται σε συγκεκριμένη θερμοκρασία για να σχηματίσει πλινθώματα πυριτίου. Αυτή η διαδικασία μπορεί να γίνει είτε με τη διαδικασία Czochralski (μέθοδος CZ) είτε με τη ζώνη επιπλεύσεως (μέθοδος FZ). Η μέθοδος CZ περιλαμβάνει τη βύθιση ενός επιμήκους μονοκρυσταλλικού κρυστάλλου πυριτίου σε λιωμένο πυρίτιο και στη συνέχεια αργή ανύψωση και περιστροφή του για να στερεοποιηθεί το πυρίτιο στον κρύσταλλο του σπόρου για να σχηματιστεί ένα μεγάλο μονοκρυσταλλικό ράβδο πυριτίου. Ο κανόνας FZ είναι η σταδιακή στερεοποίηση του πυριτίου σε ένα μόνο κρύσταλλο μετακινώντας την περιοχή θέρμανσης στη ράβδο πρώτης ύλης πυριτίου.
Κοπή πλινθωμάτων πυριτίου:Τα πλινθώματα πυριτίου κόβονται σε λεπτές φέτες, δηλαδή σε γκοφρέτες πυριτίου. Αυτές οι γκοφρέτες έχουν συνήθως πάχος μεταξύ 150 και 200 microns. Η κοπή μπορεί να χρησιμοποιήσει μια μηχανή κοπής πολλαπλών συρμάτων, η οποία χρησιμοποιεί ένα λεπτό σύρμα (συνήθως σύρμα από χάλυβα ή διαμάντι) για να κόψει πλινθώματα πυριτίου.
Καθαρισμός και γυάλισμα γκοφρετών σιλικόνης: Οι κομμένες γκοφρέτες πυριτίου πρέπει να καθαριστούν και να γυαλιστούν για να αφαιρέσετε ακαθαρσίες και ζημιές στην επιφάνεια και να εξασφαλίσετε λεία επιφάνεια για να βελτιώσετε την απόδοση της φωτοηλεκτρικής μετατροπής.
Κατασκευή δομής φωτοβολταϊκών στοιχείων: Οι γκοφρέτες πυριτίου υποβάλλονται σε μια σειρά επεξεργασίας για να σχηματίσουν τη δομή των φωτοβολταϊκών στοιχείων. Αυτό περιλαμβάνει την εφαρμογή μιας αντιανακλαστικής επίστρωσης στη γκοφρέτα για τη μείωση της απώλειας ανάκλασης φωτός, καθώς και το σχηματισμό μιας σύνδεσης PN στη δισκοθήκη μέσω διάχυσης, εμφύτευσης ιόντων κ.λπ., η οποία αποτελεί βασικό μέρος της φωτοηλεκτρικής μετατροπής των φωτοβολταϊκών στοιχείων.
Κατασκευή ηλεκτροδίων: Τα ηλεκτρόδια κατασκευάζονται στην επιφάνεια μιας γκοφρέτας πυριτίου, συνήθως επικαλύπτοντας την μπροστινή πλευρά της γκοφρέτας πυριτίου με ένα στρώμα αγώγιμου υλικού (όπως πάστα αλουμινίου ή αργύρου) και στη συνέχεια στερεώνοντάς το μέσω μιας διαδικασίας πυροσυσσωμάτωσης. Στο πίσω μέρος της γκοφρέτας πυριτίου, κατασκευάζονται επίσης ηλεκτρόδια για να διευκολύνουν την έξοδο ηλεκτρικού ρεύματος.
Ενθυλάκωση: Τα κατασκευασμένα μεμονωμένα φωτοβολταϊκά στοιχεία συναρμολογούνται σε φωτοβολταϊκά πλαίσια. Αυτές οι μπαταρίες συνδέονται σε σειρά ή παράλληλα για να παράγουν την απαιτούμενη τάση και ρεύμα. Στη συνέχεια, η μπαταρία εγκλείεται μεταξύ του γυαλιού και της πίσω πλάκας για την προστασία της μπαταρίας από περιβαλλοντικούς παράγοντες.
Δοκιμές και πιστοποίηση: Τέλος, οι φωτοβολταϊκές μονάδες πρέπει να υποβληθούν σε αυστηρές δοκιμές και πιστοποίηση για να διασφαλιστεί ότι η απόδοσή τους ανταποκρίνεται στα πρότυπα και τις προσδοκίες. Η δοκιμή περιλαμβάνει τον έλεγχο του ρεύματος, της τάσης, της ισχύος εξόδου και της αντοχής της μπαταρίας.