ENERGIA SOLAR PROCESOS FABRICACION FOTOVOLTAICA

LINGOTES DE SILICIO


CILINDROS DE SILICIO DEBIDAMENTE RECTIFICADOS

RECUADRADO DEL LINGOTE


FINALIZACION DEL PRIMER CORTE DEL RECUADRADO EFECTUADO CON DISCOS PARALELOS CON BORDE DE DIAMANTE

Recuadrado de lingotes La materia prima silicio altamente purificado se recibe en cilindros, a estos se le efectúa cuatro cortes (dos a dos) longitudinales con una máquina dotada de dos discos de diamante. Así obtenemos un lingote seudocuadrado.

RECUADRADO DEL LINGOTE


FINALIZACION DEL SEGUNDO CORTE

LINGOTES RECUADRADOS


LINGOTES TERMINADOS DE RECUADRAR

PEGADO DE LINGOTES


SUJECION DE LOS LINGOTES AL SOPORTE MEDIANTE PEGAMENTOS HASTA FORMAR CONJUNTOS DE 800 m.m. DE LONGITUD

Pegado de lingotes Después del recuadrado y utilizando un útil de centraje, los lingotes se sujetan con pegamento a un soporte formado por una plancha de vidrio y otra en acero inoxidable cuya longitud es aproximadamente de 800mm.

MAQUINA DE CORTE


LINGOTE COLOCADO EN MAQUINA PREPARADO PARA EL CORTE DE OBLEAS

Corte de obleas El conjunto formado en el paso anterior se sujeta a una máquina en posición invertida (lingote hacia abajo), que baja muy lentamente contra una madeja de hilos muy finos (0.17mm) espaciados uniformemente a lo largo de unos cilindros guía de una longitud aproximada de un metro de largo. Estos hilos, mojados con aceite y un producto abrasivo, van cortando los lingotes en unas finas hojas de silicio de espesor aproximado de 0.3mm (obleas)

OBLEAS CORTADAS


FINALIZACION DEL CORTE DE OBLEAS EN UNA MAQUINA DE DOBLE LINGOTE

LIMPIEZA Y DESPEGUE DE OBLEAS
UNA VEZ DESMONTADO DE LA MAQUINA LOS LINGOTES SON SOMETIDOS A DIFERENTES PROCESOS DE LIMPIEZA Y LAS OBLEAS DESPEGADAS SON CARGADAS EN SOPORTES DE PLASTICO

Desengrase Una vez retirado el conjunto de lingotes cortados pero todavía con sus soportes, se someten a unos procesos de limpieza con disolventes para quitar los restos (aceite, abrasivo, polvo). Después se sumergen en una disolución de ácido para disolver los pegamentos. De esta forma las obleas quedan sueltas y son cargadas en unos soportes de plástico (casetts)

MAQUINA DE LIMPIEZA DE OBLEAS


LIMPIEZA FINAL DE LAS OBLEAS MEDIANTE DETERGENTES Y SUCESIVOS ENJUAGUES

Limpieza final Varios casetts son cargados en una cesta soporte que sucesivamente se van introduciendo en diferentes cubas con agua y detergente. Después son enjuagadas enérgicamente y secadas en centrifugadora.

SECADO DE OBLEAS


SECADO DE OBLEAS MEDIANTE CENTRIFUGACION Y NITROGENO CALIENTE

OBLEAS LIMPIAS


OBLEAS PREPARADAS Y LIMPIAS PARA EL SIGUIENTE PASO DE PROCESO

LINEA HUMEDA (TRATAMIENTO QUIMICO)


ATAQUE DE SUPERFICIE PARA LA FORMACION DE PIRAMIDES (DISMINUYEN LA REFLECTIVIDAD)

Ataque de daños superficiales Durante el proceso de corte de las obleas con el hilo y el abrasivo no se puede evitar dañar la superficie de las mismas. Esta superficie dañada ha de ser eliminada. A través de un baño alcalino se “adelgaza” la oblea, consiguiendo por tanto el efecto deseado.

Formación de pirámides Simultáneamente al proceso anterior y utilizando alcoholes se produce un ataque selectivo en la superficie más y menos dando como resultado en las zonas menos atacadas unas estructuras piramidales que tienen la función de minimizar la reflexión de la luz solar.

PIRAMIDES FORMADAS


RESULTADO DEL ATAQUE QUIMICO

Limpieza Después de la formación de pirámides las obleas son sometidas a unos procesos de enjuagues, neutralización, limpiezas y secado.

DIFUSION DE FOSFORO


INTRODUCCION DE ATOMOS DE FOSFORO EN EL INTERIOR DEL SILICIO A 850 ºC

Contaminación con átomos de fósforo Mediante unas reacciones químicas de alta temperatura, aproximadamente 850 ºC, y en presencia de las obleas dentro de un tubo de cuarzo, se introducen dentro del sólido (obleas de silicio) y a una profundidad muy controlada, átomos de fósforo con la finalidad de crear un desequilibrio de electrones. De esta forma tendremos una zona con exceso de electrones junto a otro con defecto; es decir, los dos polos de la pila solar.

ATAQUE DE BORDES


ELIMINACION DE MATERIAL EN EL CONTORNO DE LAS OBLEAS MEDIANTE PLASMA GASEOSO

Ataque de bordes (plasma) Durante la difusión no hemos podido evitar que algunos átomos de fósforo se introduzcan por los cantos de las obleas. Esto tiene que ser eliminado. Para ello las obleas amontonadas como barajas de cartas y protegidas con placas metálicas la primera y última de cada paquete, son introducidas dentro de una cámara efectuando el vacio. Se introduce un gas que es excitado por un generador de radiofrecuencia. Este gas choca contra los bordes del apilamiento arrancando algo de material y eliminando esos átomos que entraron por los bordes.

CAPA ANTIREFLEXIVA


DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR DE OXIDO DE TITANIO

Después del ataque de plasma, se le coloca a las obleas sólo en la cara enfrentada al sol una película de óxido de titanio que le da el color azul tan característico de las células solares. Esta película actúa como capa antirreflexiva, reduciendo todavía más la reflexión de la luz que se produjo con el texturado.

FORMACION DE CONTACTOS (FRONTAL)


SERIGRAFIA DE PASTAS CONDUCTORAS EN LA CARA FRONTAL

FORMACION DE CONTACTOS (POSTERIOR)


SERIGRAFIA DE PASTAS CONDUCTORAS EN LA CARA POSTERIOR

Por métodos de serigrafía (técnica utilizada para camisetas) se coloca por la cara frontal de la oblea una pintura conductora (plata) que posteriormente se utilizará como electrodo negativo de la célula solar. Igualmente se realiza en la capa posterior de la oblea; en este caso con diferente dibujo y otro compuesto metálico (plata más aluminio), que actúa como polo positivo.

Para conseguir un buen agarre mecánico y buen contacto eléctrico las obleas se introducen en un horno de cadena con temperaturas de aproximadamente 900 ºC. A la salida del horno, las piezas son células solares.

CLASIFICACION


AGRUPACION DE CELULAS SEGÚN SUS CARACTERISTICAS ELECTRICAS

Una vez terminada la célula solar, es necesario efectuar la medida de las características eléctricas de todas ellas y agruparlas según estas características. Para ello la célula se somete a iluminación artificial simulando la iluminación del sol utilizando para este menester una máquina clasificadora.

SOLDADURA DE CELULAS


SODADURA AUTOMATICA DE CELULAS FORMANDO RISTRAS CON OBJETO DE AUMENTAR EL VOLTAJE

Una vez agrupadas las células por características eléctricas, se conectan en serie para sumar voltaje suficiente para poder alimentar los equipos conectados. Las células se sujetan con un compuesto de estaño y como conductor se utiliza una fina cinta de cobre estañada, que va uniendo la cara positiva (posterior) con la cara negativa (frontal) formando ristras entre 9 a 12 piezas.

INTERCONEXION DE RISTRAS


MEDIANTE CINTA DE COBRE ESTAÑADA SE CONECTAN LAS RISTRAS FORMANDO CONJUNTOS SERIEPARALELO

Las ristras formadas en el paso anterior son conectadas en serie por medio de cinta de cobre estañado. De esta manera se consigue soldar en serie 36 células (típico en módulos de tensión nominal 12V.) ó 72 células (en módulos de 24V). Colocando en paralelo otro conjunto del mismo número de piezas duplicaremos los amperios del módulo.

PREPARACION DEL LAMINADO


AMONTONAMIENTO DE LOS DISTINTOS MATERIALES QUE FORMARAN EL LAMINADO

El conjunto a laminar se forma amontonando una serie de materiales que sometidos a calor y presión dan como resultado una pieza compacta e inseparable muy resistente a los agentes atmosféricos. El conjunto está formado por: Vidrio – Termoplástico – Circuito de Células – Termoplástico – Plástico externo. Este proceso se realiza dentro de una máquina laminadora.

CICLO DE LAMINADO


MEDIANTE CALOR Y PRESION LAS DISTINTAS CAPAS SON COMPACTADAS FORMANDO UNA SOLA PIEZA

TERMINACION DEL LAMINADO


MODULO TERMINADO DE LAMINAR

ENMARCADO


COLOCACION DEL MARCO DE ALUMINIO MEDIANTE PRENSA NEUMATICA

Para su posterior colocación de módulos en las estructuras soporte se coloca en todo el perímetro un perfil de aluminio formando un marco. Dicho marco está provisto de unos taladros para el paso de los tornillos de sujeción.

CONEXIONES


COLOCACION DE LA CAJA DE CONEXIONES Y SOLDADURA DE LOS TERMINALES

Las cintas que se usaron para la interconexión salen al exterior atravesando el plástico y conectadas dentro de una caja especial sellada contra el plástico. Dentro de la caja existen unos diodos de protección, así como las bornas donde se conectan los cables de la instalación.

MEDIDA DEL MODULO


TODOS LOS MODULOS SE SOMETEN A RIGUROSOS CONTROLES DE CALIDAD ENTRE ELLOS LAS MEDIDAS ELECTRICAS

Todos los módulos una vez terminados son verificados eléctricamente. Los módulos que no cumplen las características de diseño son rechazados. Estas características son guardadas durante el periodo de garantía.

EMBALAJE DE MODULOS


MEDIANTE UN MANIPULAR INGRAVIDO LOS MODULOS SE EMBALAN EN CAJAS DE CARTON

CAJAS DE MODULOS


LAS CAJAS ESTAN IDENTIFICADAS CON EL TIPO DE MODULO Y SUS NUMEROS DE SERIE

FIN ISOFOTON S.A. MARZO 2006

J. RUIZ