| |
 Výrobní linka firmy SOLARTEC s.r.o. je umístěna v prostorách bývalého podniku TESLA Rožnov p. R., který až do 90. let minulého století vyráběl polovodičové součástky pro elektroniku. Také dnes jsou základem výrobního programu polovodiče - z předchozích kapitol víme, že fotovoltaické články jsou v podstatě velkoplošné polovodičové diody. Při exkurzi jsme se seznámili jak se samotnou výrobou článků, tak i s ukázkami jejich využití k výrobě elektrické energie (fotografie poskytla firma SOLARTEC,s.r.o.).
Výrobní cyklus se skládá z několika na sebe navazujících fází:
- Křemíkový ingot je výchozím materiálem. Je to válec válec z monokrystalického křemíku o hmotnosti asi 100 kg, průměru kolem 14 cm a délce přes 80 cm. Křemík s příměsí bóru (polovodič typu P) musí splňovat velmi přísná kritéria - 1 atom bóru připadá přibližně na 5 000 000 křemíkových atomů.
- Rozřezání ingotu na destičky o tloušťce asi 0,3 mm. Tyto destičky jsou základem budoucích fotovoltaických článků. Rozřezáním ingotu se získá asi 750 destiček o celkové hmotnosti kolem 40 kg. Zbytky ingotu se vracejí k roztavení a opětovnému zpracování.
- Leptání destiček, kterým se odstraní poškození jejich povrchu při řezání. Výsledkem je texturovaný povrch. Na povrchu se vytvoří miniaturními křemíkové pyramidy, snižující odraz světla. Touto operací se výrazně zvyšuje účinnost budoucího fotočlánku.
- Difundování fosforu a vytvoření tenoučké vrstvy polovodiče typu N. Tloušťka této vrstvy je přibližně 500 nm, tj. 0,0005 mm. Při této operaci vznikne těsně pod povrchem křemíkové destičky přechod PN, který je základem funkce fotočlánku. Původní kruhový tvar destiček se ořeže na čtverce se zaoblenými rohy.
|
Příprava křemíkových destiček (kliknutím se snímky zvětší): |
 |
 |
 |
 |
| Křemíkový ingot (1) je rozřezán na tenké destičky (2). Leptáním se na jejich povrchu vytváří texturovaný povrch (3). Na destičkách se pak difuzí vytvoří velkoplošný přechod PN (4). |
- Antireflexní vrstva z nevodivého nitridu křemíku má za úkol snížit odrazivost povrchu, podobně jako texturování leptáním. Chrání také povrch před mechanickým poškozením. Antireflexní vrstva má tloušťku asi 80 nm a je příčinou modravého zbarvení povrchu fotočlánků.
- Vodivé kontakty pro odběr elektřiny z fotočlánku se zhotovují sítotiskovou metodou. Na spodní neosvětlené ploše se vytvoří hustá mřížka, sběrnice (kontakty) na osvětlené části povrchu má podobu tenkých vodivých "prstů". Kontakty se při vysoké teplotě zataví přes antireflexní vrstvu až do křemíkového materiálu.
- Měření a třídění je závěrečnou fází výroby. Touto operací prochází každý článek, protože články zapojené do fotovoltaických panelů musí mít přibližně stejné vlastnosti. Při měření se článek ozařuje světlem odpovídajícím slunečnímu záření o intenzitě 1000 W/m2. Základním parametrem pro třídění je proud, generovaný fotočlánkem při napětí 0,45 V.
- Fotovoltaický panel vznikne sériovým a paralelním spojením fotočlánků podle požadovaného napětí a odebíraného proudu. Panel je zakrytý průhlednou deskou a neprodyšně uzavřen na ochranu před vnějšími vlivy.
|
Závěrečné fáze výroby fotočlánků (kliknutím se snímky zvětší): |
 |
 |
 |
 |
| Povrch destičky pokrytý antireflexní vrstvou má modré zbarvení (1). Kontakty nanesené sítotiskem se zataví v žíhací peci (2). Hotové články se proměřují (3) a sestavují se z nich fotovoltaické panely (4). |
Firma SOLARTEC vybavila demonstračními fotovoltaickými systémy řadu českých škol všech stupňů. Studenti se tak mohou v praxi seznamovat s vlastnostmi a perspektivami tohoto významného obnovitelného zdroje energie. Na snímcích jsou ukázky fotovoltaických systémů pro studijní účely i pro komerční využití:
|
Fotovoltaika v praxi (kliknutím se snímky zvětší): |
 |
 |
 |
 |
| Demonstarční systémy jsou umístěny např. na střeše knihovny Masarykovy univerzity v Brně (1) nebo ČVUT v Praze (2). Fotovoltaické panely jsou zdrojem elektrické energie na rekreační chalupě (3) nebo na Téryho chatě ve Vysokých Tatrách (4). |
|
|
