Solární energie je ústředním prvkem přechodu na udržitelnou energetiku. Krystalické solární moduly dominují trhu, protože díky své účinnosti a trvanlivosti jsou preferovanou volbou v oblasti fotovoltaiky. Aby mohly být vyráběny ve velkém měřítku a hospodárně, používají se automatizované výrobní procesy.
Krystalické křemíkové moduly jsou nejrozšířenější technologií ve fotovoltaice. Skládají se z několika solárních článků, které jsou vyrobeny z křemíkových destiček. Destička obsahuje dotovaný křemík, který může cíleným přidáváním cizích atomů vytvářet oddělení elektrického náboje.
Proud vedou tenké kovové kontakty – tzv. přípojnice a prsty. Jemné kovové prsty sbírají proud po celém povrchu článku a vedou jej do přípojnic, které slouží jako sběrnice pro další přenos elektrické energie. Solární modul se skládá z několika solárních článků. Aby byly citlivé buňky chráněny před mechanickými a povětrnostními vlivy, jsou uloženy mezi několik vrstev.
Skleněná deska na přední straně zajišťuje stabilitu, zatímco plastová fólie (obvykle EVA = ethylenvinylacetát) slouží jako zapouzdřovací materiál. Zadní strana je tvořena další plastovou fólií nebo druhou vrstvou skla, ke které je rovněž připevněna propojovací skříňka pro přenos generovaného stejnosměrného proudu. Hliníkový rám uzavírá modul a usnadňuje instalaci.
Výroba solárního modulu krok za krokem Výroba křemíkových destiček je vysoce specializovaný proces, který obvykle provádějí hightech společnosti. Vlastní výroba solárních modulů začíná u hotových solárních článků, které jsou již dotovány a opatřeny antireflexní vrstvou.
Krok 1: Propojení solárních článků – proces stringingu Prvním krokem při výrobě solárních modulů je spojení jednotlivých solárních článků. Tento proces se nazývá stringing: články jsou přes přípojnice pospojovány tenkými měděnými pásky (tzv. ribbons). Buňky jsou uspořádány do řad – tzv. řetězců/strings. Aby se zabránilo prasklinám a mikrotrhlinám v citlivých křemíkových buňkách, je nutná maximální přesnost. Proces pájení musí být optimalizován tak, aby se minimalizovalo mechanické a tepelné namáhání.
Krok 2: Řezání a rozmístění vrstev – proces vrstvení Jakmile jsou všechny vrstvy solárního modulu – klo, fólie EVA, strings a zadní fólie – nařezány na požadovanou velikost, jsou v dalším kroku přesně položeny na sebe. Tento proces se nazývá vrstvení/layup: Automatické polohování se provádí s přesností ±0,1 mm.
Krok 3: Laminování Po umístění se jednotlivé vrstvy spojí a vytvoří stabilní a odolný celek – tzv. laminaci. Modul se zahřívá ve vakuovém vaku nebo autoklávu, obvykle na teplotu přibližně 140 °C, a to buď za použití podtlaku, nebo přetlaku (až do 10 bar). Během tohoto procesu se dříve mléčný film EVA polymerizuje do čiré, trojrozměrně zesítěné plastové vrstvy. Tím se solární články pevně spojí se skleněnou tabulí a zadní fólií.
Krok 4: Lemování hran a rám Po laminaci je modul připraven ke konečnému použití. Nejprve se okraje oříznou, aby se odstranil veškerý přečnívající materiál – zejména zbytky fólie EVA a zadní fólie. Potom se nainstaluje přípojková krabice. V posledním kroku je modul opatřen hliníkovým rámem, který zajišťuje mechanickou stabilitu a usnadňuje montáž. Rám se připevňuje buď silikonem, nebo speciální lepicí páskou.
Krok 5: Kontrola kvality a klasifikace Předtím, než solární modul opustí výrobu, je testován z hlediska výkonu a bezpečnosti. Solární simulátor měří elektrickou charakteristiku, zatímco testy elektroluminiscence a izolace odhalují vady nebo chyby materiálu. Nakonec jsou moduly před zabalením a expedicí klasiikovány dle úrovně výkonu.