De la lingou la celula: cum se naste o celula fotovoltaica

Fiecare panou solar de pe un acoperis sau dintr-un parc fotovoltaic incepe cu o componenta mica si subtire: celula fotovoltaica. In animatia noastra urmarim, pas cu pas, drumul de la siliciul foarte pur la celula care transforma lumina in electricitate. Mai jos gasesti aceleasi etape, explicate in cuvinte.

1. Polisiliciul: materia prima

Totul incepe cu polisiliciul, adica bucati de siliciu de inalta puritate. Siliciul este unul dintre cele mai raspandite elemente din scoarta terestra, insa pentru celulele solare are nevoie de o puritate foarte mare, pentru ca impuritatile franeaza electronii si reduc curentul produs. Bucatile de polisiliciu sunt asezate intr-un creuzet, un vas rezistent la temperaturi foarte mari, unde se topesc si devin lichid.

2. Lingoul: un singur cristal mare

Din siliciul topit este tras lent un singur cristal mare, numit lingou monocristalin. In manualele de specialitate procedeul este descris astfel: o samanta de cristal atinge topitura si este ridicata foarte incet, in timp ce se roteste, iar siliciul se solidifica pe ea pastrand aceeasi retea cristalina ordonata. O structura ordonata, fara granite intre cristale, le permite electronilor sa circule mai usor prin material.

3. Wafer-ul: felii foarte subtiri

Lingoul cilindric este fasonat intr-un bloc aproape patrat, apoi este taiat cu fir in felii cu grosimea de o fractiune de milimetru. Aceste felii se numesc wafere si fiecare dintre ele devine baza unei celule. Dupa taiere, wafer-ele sunt curatate si pregatite pentru etapele care transforma o simpla felie de siliciu intr-un dispozitiv electric.

4. Textura: piramide care capteaza lumina

O suprafata de siliciu perfect neteda ar reflecta o parte din lumina care cade pe ea. De aceea suprafata wafer-ului este texturata: primeste piramide microscopice, prea mici pentru a fi vazute cu ochiul liber. Lumina reflectata de o piramida loveste piramida vecina si primeste o noua sansa sa intre in siliciu. In animatie, lupa arata exact acest detaliu.

5. Celula, strat cu strat

Pe wafer se adauga straturi subtiri, fiecare cu rolul sau. Vederea desfacuta (exploded view) din animatie le numeroteaza de sus in jos:

1. Grila de contact frontala - linii metalice fine si bare colectoare care strang curentul de pe fata celulei, lasand cat mai multa suprafata libera pentru lumina.
2. Stratul anti-reflex - un strat foarte subtire care reduce reflexia si da celulei culoarea inchisa caracteristica.
3. Wafer-ul de siliciu - inima celulei, locul in care lumina este absorbita.
4. Stratul de pasivare - protejeaza suprafata siliciului, astfel incat mai putini electroni sa se piarda inainte de a fi colectati.
5. Contactul din spate - inchide circuitul electric pe spatele celulei.

Cum functioneaza celula

Cand lumina soarelui loveste celula, energia ei pune in miscare electroni in siliciu. Structura interna a celulei separa sarcinile electrice, grila de contact le colecteaza, iar cand celula este conectata intr-un circuit apare curentul electric. In animatie, razele de soare aprind un bec: este cea mai simpla imagine a acestui principiu. Celulele sunt apoi legate intre ele si protejate de sticla si rama, formand panoul fotovoltaic.

Recapitulare in 5 pasi

Polisiliciu, lingou, wafer, celula, panou. Celula este pasul din lantul de productie care transforma efectiv lumina in electricitate.

De ce conteaza pentru Romania

SOLYWATT ROMANIA isi propune sa produca acest pas in Romania, prin fabrica de celule fotovoltaice TOPCon+ planificata in Galati, cu o capacitate de 1,17 GW. Productie europeana, competente locale, energie curata.