طرح توجیهی تولید سلول های خورشیدی فتوولتائیک سال 1400 (WORDوPDF)

جهت سفارش طرح توجیهی تولید سلولها و ماژولهای خورشیدی فتوولتاییک کاملا به روز برای سال 1402 و با فرمت Word و Pdf و با نرم افزار کامفار به همراه مشاوره های اداری و بانکی جهت اخذ جواز تاسیس و وام بانکی ، این صفحه را مطالعه نموده و با ما تماس بگیرید . ضمنا میتوانید از لینکهای انتهای صفحه طرح توجیهی تیپ سلولهای خورشیدی را صرفا جهت مطالعه دانلود نمایید.

---

معرفی محصول مورد بررسی در طرح توجیهی تولید سلول های خورشیدی یا فتوولتاییک

---

سلول خورشیدی ( Solar Cell ) قطعه ای از یک نیمه هادی با اتصال الکتریکی تشکیل شده است . این قطعه ، انرژی خورشیدی را جذب نموده و به انرژِی الکتریکی تبدیل می نماید .

پرتوهای نوری که توسط سلول خورشیدی جذب می شوند باعث آزاد شدن کووالانت ( اتصالات اتمی در نیمه هادی ها ) و سپس ایجاد الکترون های منفی آزاد و حفره های مثبت آزاد می گردند و این موضوع باعث جابجایی بارهای مثبت و منفی می گردد .

با استفاده از الکترود در طرفین نیمه هادی جریان الکتریکی برقرار می شود که قدرت الکتریکی ( P= I× V ) حاصله به بارداده می شود .

سلول های خورشیدی با فتوسل ها متفاوت هستند و در فتوسل ها با استفاده از خواص رسانایی نوری مواد شدت نور قابل اندازه گیری است .

این قطعات نه برای تولید الکتریسیته بلکه برای اندازه گیری شدت نور در تجهیزات عکاسی مورد استفاده قرار می گیرند .

اندازه سلول های خورشیدی با توجه به نوع کاربرد مورد نظر انتخاب می شود . اندازه این سلول ها معمولاً 10×10 و 15×15 سانتیمتر مربع است .

شکل هندسی این سلول ها مربع مستطیل است ولی می توان آنها را به اشکال دیگری مانند دایره و نیم دایره نیز تولید نمود .

سلول های خورشیدی از یک لایه بسیار نازک ( چند میکرون ) سیلیکون نوع N و لایه ضخیم تری از سیلیکون نوع P تشکیل شده اند .

سلول های خورشیدی از سیلیکون تک بلور ساخته می شوند علاوه بر این ماده مواد دیگر مانند سیلیکون های چند بلوره سیلیکون آمورف ، آرسفید گالیوم و سولفید کارمیم نیز در ساخت سلول های جدید تر مورد استفاده قرار می گیرند .

تحت شرایط مناسب یک سلول خورشیدی با ابعاد 10×10 سانتیمتر در معرض تابش مستقیم خورشید می تواند 5/1 ولت برق تولید نماید .

از پیوستن تعدادی از سلول های خورشیدی یک ماژول ( مدول ) ایجاد می گردد و از اتصال تعدادی از ماژول ها یک آرایه ساخته می شود .

مزایا سلول های خورشیدی

• منبع انرژی خورشیدی فراگیر و تمام نشدنی است .
• اشعه ندارد ، نمی سوزد ، نیاز به سوخت رادیو اکتیو ندارد .
• هزینه عملیاتی آن پایین است .
• قطعات متحرک ندارد .
• قابلیت اطمینان بالا در ماژول های خورشیدی ( تابش بیش از 20 سال )
• دارای انرژی حرارتی محدودی برای عمل هستند ( استهلاک کم و ایمنی بالا ) ماژولار هستند ( اندازه متفاوت ) سریع نصب می شوند .
• می توانند سیستم موجود اعم از ساختمانی و غیره سریعاً یکپارچه شوند .
• قابل نصب در نزدیک محل مصرف انرژی هستند .
• مورد قبول عموم مردم است .
• از نظر ایمنی عالی هستند .

معایب سلول های خورشیدی

• منبع انرژی پراکنده است .
• هزینه های نصب و خرید آنها بالاست .
• قطعات جانبی یک سیستم انرژی خورشیدی شامل باتری های عمر طولانی ندارد .
• خدمات تجاری در دسترس گسترده ای برای نصب و راه راه اندازی آنها وجود ندارد .
• ذخیره انرژی در سیستم های انرژی خورشیدی با کارایی بالا از نظر اقتصادی دارای محدودیت هایی است .

---

کاربرد محصول مورد بررسی در طرح توجیهی تولید سلول های خورشیدی یا فتوولتاییک 

---

کاهش شدید قیمت سلول های خورشیدی در سال های اخیر باعث رشد چشمگیر استفاده از آنها در حوزه های مختلف شده است . این منبع انرژی که در زمانی غیر اقتصادی به نظر می رسید در حال حاضر برای کاربران خصوصی و مردم ، شرکت های تجاری و همچنین دولت ها بسیار جذاب است . کاربردهای سیستم های متشکل از سلول های خورشیدی به عنوان منبع انرژی به صورت زیر طبقه بندی می گردد :

الف : سلول های خورشیدی بدون شبکه بندی ( Off –grid )

کاربردهای خانگی ( in‐door ) :

• ابزار و لوازم الکترونیکی و الکتریکی
• گوشی تلفن های همراه
• انواع ساعت
• ماشین حساب

کاربردهای خارج از خانه ( Out‐ door ) :

• ابزارهای شارژ الکتریکی
• آب نما و فواره ها
• تأمین نور پارک ها و معابر عمومی شهری
• سیستم تهویه هوای خودرو و ..
• تأمین انرژی قایق های کوچک

کاربردهای صنعتی

• مخابرات
• علایم راهنمایی و رانندگی و ترافیکی
• واسط پردازش داده در نقاط تلاقی از راه دور
• نمایشگرهای صنعتی
• حفاظت کاتدی
• پایش از راه دور
• هتل ها و رستوران ها
• خنک نگه داشتن مواد پزشکی ( مانند واکسن ها و فرآورده های خونی )

کاربرد در مناطق دور افتاده

• فانوس و چراغ های راهنما ( دریایی و .....)
• تأمین برق خانواده ها و تجهیزات روستایی
• شارژ انواع باتری
• تصفیه خانه ها و تجهیزات کوچک تصفیه آب
• روشنایی معابر دور افتاده
• مدارس

ب : سلول های خورشیدی شبکه بندی شده ( Grid‐ Connected )

• شبکه های غیر متمرکز
• پشت بام های خصوصی ( برای تأمین انرژی )
• کاربرد در مراکز آموزشی ( مدارس و ....) و پژوهشی
• استفاده در برج های مسکونی و اداری
• شبکه های متمرکز
• تولید نیروی در نیروگاه های خورشیدی
• تأمین برق تاسیسات و ادارات صنعتی
• دیواره های کاهش صوت

با توجه به آمار سال های 2000- 1980 بیشترین کاربرد سلول های خورشیدی در حوزه تولید نیرو در مناطق دور افتاده قرار دارد و پس از آن سیستم های شبکه ای و سپس کاربردهای خانگی قرارگرفته اند بیشترین رشد طی این بازه متعلق به تولید نیرو در مناطق دور افتاده است که پس از سال 1994 کاربردهای سیستم های شبکه ای سلول خورشیدی نیز در کنار آن رشد بسیار چشمگیری داشته است .

---

استاندارد های قابل توجه ، جهت اجرای طرح توجیهی تولید سلول های خورشیدی یا فتوولتاییک

---

• 8491 : مشخصات ویژگی فیزیکی سلول های مرجع فتو ولتاییک زمینی غیر متمرکز
• 8485 : مشخصات شبیه ساز خورشیدی برای آزمایش فتوولتاییک زمینی
• 8486 : عملکرد الکتریکی سلول های فتوولتاییک با استفاده از سلول های مرجع تحت نور خورشید شبیه سازی شده روش آزمون
• 8487 : تعیین پرامتر عدم تطابق طیفی بین یک قطعه فتوولتاییک و یک سلول مرجع فتوولتاییک روش آزمون
• 8488 : اندازه گیری پاسخ طیفی سلول های فتوولتاییک روش آزمون
• 8491 : مشخصات ویژگی فیزیکی سلول های مرجع فتو ولتاییک زمینی غیر متمرکز
• 8485 : مشخصات شبیه ساز خورشیدی برای آزمایش فتوولتاییک زمینی
• 8486 : عملکردالکتریکی سلول های فتوولتاییک با استفاده از سلول های مرجع تحت نور خورشید شبیه سازی شده روش آزمون
• 8487 : تعیین پرامتر عدم تطابق طیفی بین یک قطعه فتوولتاییک و یک سلول مرجع فتوولتاییک روش آزمون
• 8488 : اندازه گیری پاسخ طیفی سلول های فتوولتاییک روش آزمون
• 8489 : عملکرد الکتریکی مدول ها و آرایه های فتوولتاییک زمینی غیر متمرکز با استفاده از سلول مرجع
• 8490 : کالیبراسیون سلول های مرجع اولیه فتوولتاییک غیر متمرکز سیکیلونی تحت تابش کلی روش آزمون
• 8492 : مدل های فتوولتاییک در محیط های با دما و رطوبت چرخه ای روش آزمون
• 8493 : تبدیل انرژی خورشیدی فتوولتاییک اصطلاحات و واژه ها
• 8494 : کالبراسیون سلول های مرجع ثانویه فتوولتاییک غیر متمرکز روش آزمون
• 8495 : عایق بندی کامل و پیوستگی مسیر زمینی مدول های فتوولتاییک روش آزمون
• 8496 : آزمایش عایق بندی کامل رطوبتی مدول ها فتوولتاییک روش آزمون

کشور های عمده تولید کننده و مصرف کننده محصول مورد بررسی در طرح توجیهی تولید سلول های خورشیدی یا فتوولتاییک 

مهمترین کشورهای تولید کننده سلول های خورشیدی و ماژول های خورشیدی در دنیا عبارتند از ژاپن ، ایالات متحده آمریکا و کشورهای منطقه اروپا همچنین عمده ترین مصرف کننده سلولهای خورشیدی نیز بخش های مختلف صنعتی و خانگی کشورهای ژاپن ، اروپا ، آمریکا ( ایالات متحده ) و کشور هند می باشد .

اهمیت استراتژیک محصول مورد بررسی در طرح توجیهی تولید سلول های خورشیدی یا فتوولتاییک

با نگاهی به چشم انداز مصرف و تقاضای انرژی تا سال 2030 روند نیاز به انرژی به شدت در حال گسترش است . در عین حال منابع فسیلی نیز با تغییرات غیر قابل پیش بینی در قیمت و عرضه روبرو بوده و همچنین آلاینده محیط زیست می باشند .

این منابع روبه اتمام بوده و مسأله تأمین انرژی مورد نیاز دنیا را به سمت استفاده از سایر منابع انرژی مانند انرژی هسته ای ، خورشیدی و ... سوق داه اند .

با توجه به سهم قابل توجه انرژی خورشیدی در چشم انداز از تأمین انرژی در جهان و نقش و اهمیت انرژی در جهان امروز می توان اهمیت استراتژیک محصول را درک نمود .

---

فرایند اجرای طرح توجیهی تولید سلول های خورشیدی یا فتوولتاییک

---

فرآیند تولید و ساخت سلول های خورشیدی بر اساس اسکرین پرینت که با کمی تفاوت در اغلب شرکت های سازنده مورد استفاده قرار می گیرد به صورت مراحل زیر است .

فرایند تولید سلول های خورشیدی یا فتوولتاییک

مواد اولیه :

مهمترین ماده اولیه فرآیند ویفر ( تراشه ) تک بلوره یا چند بلوره Cz‐Si از گرید خورشیدی است .

این قطعات معمولاً به دو شکل مربع مستطیل و دایره به قطر 10 تا 15 سانتیمتر و ضخامت 200 تا 350 میکرومتر هستند .

ناخالصی این تراشه ها از نوع p و دارای مقاومت الکتریکی یک اهم در سانتیمتر می باشند .

رفع عیوب سطحی :

ویفر های سیکیلونی وارد شده به خط تولید در اثر عملیات برش در کارخانجات سازنده ویفر دارای ناهمواریها و زوایدی در سطح هستند .

این ناهمواریها در فرآیند تولید سلول خورشیدی نامطلوب و باعث کاهش کیفیت ساخت و حتی شکستن سلول می گردد .

به این منظور در این مرحله حدود 10 میکرون از لایه سطحی ویفر خام توسط محلول های اسیدی یا قلیایی برداشته می شود .

غوطه وری ویفرها توسط کاست های تفلونی تحت دما و ترکیب کنترل شده انجام می گیرد .

در این عمل به کارگیری محلول های قلیایی به دلیل هزینه مربوط به ضایعات عمل از ارجحیت بیشتری برخوردار است .

عاجکاری سطح :

در این مرحله باید سطح ویفرها با الگوی مشخصی عاجکاری گردد و بافت سطحی به صورت هرمی شکل و به روش اچینگ NaoH به دست می آید .

در صورتیکه عاجکاری سطحی ( هرمی شکل ) حاصل از این عمل بسیار ریز بافت باشد منجر به افزایش بازتاب سطحی نور در سلول خواهد شد .

در صورتیکه بافت عاج سطح بیش از حد درشت باشد نور از جذب مناسب در واحد سطح برخوردار نخواهد بود به این دلیل باید پارامترهای غلظت ، دما و زمان در فرآیند اچینگ NaoH تحت کنترل مناسب قرار داشته باشند .

معمولاً این عمل در محلول با غلظت 5% NaoH در دمای °80 سانتیگراد و به مدت 15 دقیقه به انجام می رسد .

دیفوزیون فسفر :

فسفر به عنوان ناخالصی نوع P در سیکیلون گرید خورشیدی مورد استفاده قرار می گیرد .

دیفوزیون فسفر در دمای بسیار زیاد قابل انجام است به این دلیل لازم است ویفرهای عاجکاری شده قبل از عمل دیفوزیون از طریق اچینگ اسیدی از هرگونه پسماند قلیایی و ناخالصی های فلزی کاملاً تمیز شوند .

روش های اصلی دیفوزیون فسفر شامل دیفوزیون کوره کوارتز و دیفوزیون کوره خطی است که مختصراً شرح داده می شود .

کوره کوارتز :

در این روش ویفرها در حامل هایی از جنس کوارتز قرار داده می شوند و سپس در درون یک محفظه کوارتز ( بدنه اصلی کوره ) توسط گرمکن های مقاومتی به درجه مورد نظر می رسد .

حرکت ویفرها در کوره به صورت دوار است بدین معنی که از همان دهانه ورودی و پس از پایان عملیات خارج می گردند .

گاز حاوی فسفر از دهانه دیگر کوره به داخل محفظه دمیده می شود .

برای تأمین فسفر مورد نظر از محلول POCL3 استفاده می شود .

عمل دیفوریون در این کوره در دمای 900 تا 950 درجه سانتیگراد و طی مدت 5 تا 15 دقیقه انجام می شود .

ویفرها باید در هر دو رو ( طرفین ) دیفوزه شوند .

کوره خطی یا تسمه نقاله ای :

در این روش بجای گاز از فسفر جامد استفاده می شود به این صورت که نوعی خمیره قابل پخت حاوی عنصر فسفر بر روی یک سطح از ویفر پخش شده و بعد از خشک شدن بر روی نقاله تسمه ای به داخل کوره حرارتی هدایت می گردند .

حرارت در مناطق مختلف این نوع کوره متفاوت و قابل کنترل است و به دلیل اینکه فضای کوره باز است امکان دمیدن گازهای مورد نیاز به اتمسفر کوره وجود دارد .

در این کوره ابتدا در دمای 600 درجه سانتیگراد ناخالصی های ویفر از بین رفته و سپس عمل دیفوزیون در دمای 950 درجه سانتیگراد به مدت 15 دقیقه در مجاورت اتمسفر نیتروژن انجام می پذیرد .

ایزولاسیون اتصالات :

در ویفرهای دارای ناخالصی نوع P ، لبه ها می توانند باعث شنَت اتصالات سطح رویی و زیرین ویفر گردند .

به منظور کنترل این پدیده ، فرآیند اچینگ خشک در دمای پایین مورد استفاده قرار می گیرد .

طی این عمل لبه سلول ها به صورت سطوح بسیار نازک در درون راکتور در معرض پلاسما قرار میگرند .

در این فرآیند از ترکیبات CF4 و یا SF6 استفاده می شود . راه جایگزین برای ایزولاسیون ویفر استفاده از لیزر برای برش نواحی لبه ای می باشد .

پوشش آنتی رفکلت :

به منظور کاهش اثر انعکاس پذیری سطح سلولهای خورشیدی توسط اکسید تیتانیوم (TiO2) روکش میگردد .

برای این منظور محلول محتوی ترکیبات تیتانیوم توسط یک نازل بر روی سطح سلول و در دمای 200 درجه سانتیگراد پاشیده می شود . این عملیات در راکتورهای اتوماتیک به انجام می رسد .

نیترید سیلیکون نیز می تواند به عنوان پوشش آنتی رفکلت بکار رود .

چاپ اتصالات رویه سلول :

به منظور ایجاد اتصالات در رویه سلول از خمیره حاوی پودر نقره استفاده می شود.

به این صورت که خمیره بر رویه چسبانده شده و ماحصل به داخل کوره پخت خطی هدایت می گردد .

در کوره ، عمل پخت در دمای 100 تا 200 درجه سانتیگراد انجام می گیرد .

چاپ اتصالات پشت سلول :

در این مرحله عملیات مشابه مرحله قبل انجام می گیرد .

تفاوت در نوع خمیره الگوی چاپ اتصالات نیز در پشت سلول با رویه سلول متفاوت است .

احتراق همزمان :

در این مرحله یک نوع عملیات حرارتی در دمای بالا انجام می گیرد . هدف از این عملیات سوزاندن ناخالصی های ارگانیک خمیره ، جوشش ( سینتر کردن ) ذرات و دانه های فلزی خمیره به منظور افزایش قابلیت رسانایی و همچنین بهبود کیفیت اتصالات الکتریکی پوشش با زیرساخت سیلیکونی می باشد .

تست و طبقه بندی :

سلول خورشیدی با استفاده از منبع نور مجازی ( خورشید شبیه سازی شده ) در دمای 25 درجه سانتیگراد مورد تست و آزمون قرار می گیرد .

سلول های نامنطبق تأیید نمی گردند و سایر سلول ها بر اساس میزان بازدهی و خروجی طبقه بندی می گردند .

ماشین آلات مورد نیاز ، جهت اجرای طرح توجیهی تولید سلول های خورشیدی یا فتوولتاییک

• تجهیزات Plasma Etching
• تجهیزات Surface Etching
• کوره سینترینگ
• تجهیزات دیفوزیون
• سلول Cleaner PSG
• تجهیزات Screen Print
• کوره خشک ساز
• کوره PECVD
• سلول تست و طبقه بندی

دانلود فایل طرح توجیهی تیپ تولید سلول های خورشیدی یا فتوولتاییک

دانلود فایل طرح توجیهی تیپ احداث نیروگاه برق خورشیدی