Fotovoltaické panely
Fotovoltaické panely
Jsou v podstatě základním kamenem všech aplikací využívajících přeměnu slunečního záření na elektrickou energii. S jejich pomocí je tak možné realizovat aplikace s nepatrným výkonem (napájení kalkulačky) až po velké elektrárny s výkony v desítkách MW. Každý takový panel je konstruován z fotovoltaických článků.

Stavebním prvkem většiny fotovoltaických článků je křemík. Ikdyž je druhým nejčastěji se vyskutujícím prvkem v zemské kůře, v čisté formě se volně prakticky nevyskytuje. Protože je v elektrotechnickém průmyslu pro konstrukce polovodičů používán křemík o velmi vysoké čistotě (99,9999 %), je potřeba ho pro průmyslové použití získávat většinou energeticky velmi náročnými procesy. Pokud tedy vezmeme v úvahu plochu solárního panelu, který je po celé své ploše složen z jednotlivých křemíkových článků, máme odpověď na otázku proč jsou panely tak drahé.

Technologie tlustých křemíkových vrstev
jsou vyráběny způsoby při kterých je používáno dvou metod výroby vysoce čistého křemíku. Obě jsou jedinečné svou finální strukturou a lze je tedy od sebe lehce rozeznat. Tato technologie pokrývá zhruba 85 % světového trhu.
Monokrystalický článek
Monokrystalický křemík. Při tomto postupu, je výsledkem téměř 100% čistý křemík, který je tvořen prakticky z jednoho velkého krystalu. Toho je dosaženo řízenou krystalizací taveniny oxidu křemičitého za velmi vysokých teplot.






Polyckrystalický článek
Polykrystalický křemík. Zde je ze sloučeniny křemíku nejprve vyrobena těkavá látka a tato se za vysokých teplot vede vrstvou vysoce čistého křemíku. Dochází tak k jejímu rozkladu a na definovanou plochu se ukládá vysoce čistý křemík.






Výsledkem je vždy křemíkový ingot. Polykrystalický ingot má čtvercový průřez, zatímco monokrystalický je kulatý o průměru až 400 mm. Hotový ingot se po zchlazení řeže na tenké plátky o tloušťce cca 0,3 mm. V případě monokrystalického ingotu je ořez často pseudočtvercového průřezu, aby byla lépe využita plocha solárních panelů. Na těch se pak vytvoří leptáním textura (plátek zmatní a lépe pohlcuje světlo). Poté se plátek dopuje fosforem, čímž se vytvoří polovodivý P-N přechod, vybaví se antireflexní vrstvou nitridu (článek získá tmavě modrou barvu), a za použití vodivé pasty se sítotiskem vyrobí metalizace na zadní i přední straně. Takto upravený plátek se vypálí (sintruje) - vytvoří se vodivé propojení metalizace s křemíkem. Hotové články jsou následně testovány a roztříděny po 0,3 % jejich konverzní schopnosti.
Konstrukce panelu
Jednotlivé články různých účinností jsou pak sériově (a/nebo paralelně) pospojovány do jednoho panelu, větsinou po 36 nebo 72 kusech. Celek je za vysoké teploty zalit EVA fólií mezi tvrzené sklo a zadní krycí fólii a uložen do hliníkového rámu.

Pro některé architektonické aplikace se vyrábí panely, které mají místo zadní krycí fólie také tvrzené sklo a nejsou v hliníkovém rámu.



Thin film
Technologie tenkých křemíkových vrstev vznikají nanášením amorfního křemíku na fólie. Díky tomu jsou tyto panely mnohem levnější oproti těm běžným, ale mají menší účinnost a to zhruba 12 %. V celosvětovém měřítku se využívají v 15 %.






Výcevrstvý článek
Výcevrstvé nekřemíkové technologie využívají jako fotocitlivý materiál jiné prvky a sloučeniny než křemík. Panely využívající tuto technologii jsou sice dražší než klasické křemíkové, ale tyto články dosahují v laboratorních podmínkách účinnosti více než 40 %.