Trong thời đại năng lượng tái tạo đang trở thành xu hướng toàn cầu, tấm pin năng lượng mặt trời đóng vai trò then chốt trong việc khai thác nguồn điện sạch và bền vững. Tuy nhiên, ít ai biết rằng để tạo ra một tấm pin chất lượng cao, nhà sản xuất phải trải qua nhiều công đoạn tỉ mỉ và kiểm soát nghiêm ngặt. Bài viết này sẽ hướng dẫn bạn tìm hiểu quy trình sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời từ nguyên liệu thô cho đến thành phẩm sẵn sàng lắp đặt.

Xem thêm: Phân biệt tấm pin năng lượng mặt trời P type và tấm pin N type

1. Nguyên liệu đầu vào – Silicon tinh khiết

Bước đầu tiên trong quy trình sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời là chuẩn bị silicon tinh khiết, vật liệu chính tạo nên tế bào quang điện (solar cell). Silicon được chiết xuất từ cát thạch anh thông qua quá trình luyện ở nhiệt độ cao để loại bỏ tạp chất.

• Silicon đơn tinh thể (Monocrystalline): Cho hiệu suất cao, độ bền lớn.

• Silicon đa tinh thể (Polycrystalline): Chi phí sản xuất thấp hơn, hiệu suất vừa phải.

2. Tạo phôi và lát wafer silicon

Silicon tinh khiết được nấu chảy và tạo thành thỏi (ingot) hình trụ hoặc khối vuông. Sau đó, các thỏi này được cắt thành lát mỏng (wafer) bằng máy cưa dây chính xác.

• Độ dày wafer thường chỉ từ 160–200 micromet.

• Bề mặt wafer được làm nhám bằng kỹ thuật khắc hóa học để tăng khả năng hấp thụ ánh sáng.

3. Pha tạp tạo tính dẫn điện

Để biến wafer silicon thành tế bào quang điện, nhà sản xuất tiến hành pha tạp (doping) bằng cách đưa nguyên tố bo hoặc phốt pho vào bề mặt.

• Pha tạp bo tạo điện tích dương (P-Type).

• Pha tạp phốt pho tạo điện tích âm (N-Type).

Bước này tạo ra cấu trúc p-n junction, giúp dòng electron di chuyển khi ánh sáng chiếu vào, tạo ra điện năng.

4. Tạo lớp chống phản xạ

Bề mặt silicon có xu hướng phản xạ ánh sáng, làm giảm hiệu suất. Do đó, nhà sản xuất phủ lên wafer một lớp chống phản xạ (Anti-Reflective Coating – ARC), thường là silicon nitride (SiNx) hoặc titanium dioxide (TiO₂).

Lớp phủ này giúp hấp thụ tối đa ánh sáng mặt trời và giảm thất thoát quang năng. Điều này giúp quy trình sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời diễn ra tốt hơn.

5. In lưới điện và tiếp xúc kim loại

Trên bề mặt tế bào quang điện, các đường dẫn điện mảnh (front contact) được in bằng công nghệ in lụa (screen printing). Mặt sau được phủ một lớp kim loại dẫn điện (back contact).

• Chất liệu thường dùng: bạc cho mặt trước, nhôm cho mặt sau.

• Quá trình in cần độ chính xác cao để đảm bảo dẫn điện tốt mà không che khuất ánh sáng.

6. Kiểm tra và phân loại tế bào quang điện

Sau khi hoàn thiện, từng tế bào được kiểm tra hiệu suất, điện áp và dòng điện ngắn mạch. Các tế bào có thông số tương đồng sẽ được phân loại để ghép thành module, giúp tối ưu hiệu suất của tấm pin trong uy trình sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời.

7. Ghép module và đóng gói

Các tế bào quang điện được hàn nối với nhau bằng dây dẫn (tabbing wire) và sắp xếp thành hàng – cột theo thiết kế.

Sau đó, toàn bộ cụm được kẹp giữa:

1. Tấm kính cường lực phía trước – bảo vệ khỏi thời tiết.

2. Lớp EVA (Ethylene-Vinyl Acetate) – cố định tế bào và chống rung.

3. Tấm backsheet phía sau – chống ẩm và bảo vệ cơ học.

Quá trình ép nhiệt (lamination) giúp các lớp bám chặt vào nhau, tạo thành tấm pin hoàn chỉnh.

8. Lắp khung và hộp nối điện

Khung nhôm được gắn xung quanh tấm pin để tăng độ cứng và hỗ trợ lắp đặt. Hộp nối điện (junction box) được gắn phía sau, chứa diode chống dòng ngược, đảm bảo an toàn khi vận hành.

9. Kiểm định chất lượng

Trước khi xuất xưởng, tấm pin trải qua nhiều bài kiểm tra:

• Kiểm tra hiệu suất điện bằng máy mô phỏng ánh sáng mặt trời.

• Thử nghiệm chịu thời tiết (nhiệt độ cao, độ ẩm, mưa đá).

• Kiểm tra an toàn điện để đảm bảo đạt tiêu chuẩn quốc tế như IEC, UL.

Xem thêm: Quy định về việc lắp đặt điện năng lượng mặt trời mái nhà

10. Đóng gói và vận chuyển

Tấm pin sau khi kiểm định đạt chuẩn sẽ được đóng gói trong hộp gỗ hoặc khung bảo vệ, vận chuyển đến các nhà phân phối hoặc trực tiếp tới công trình lắp đặt.

Tầm quan trọng của quy trình sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời

Một quy trình sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời đạt chuẩn không chỉ giúp nâng cao hiệu suất và tuổi thọ sản phẩm mà còn giảm thiểu lỗi kỹ thuật, tối ưu chi phí cho người sử dụng. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn chất lượng quốc tế là yếu tố bắt buộc để tấm pin hoạt động ổn định 25–30 năm hoặc hơn.

Kết luận

Quy trình sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời là một chuỗi công đoạn phức tạp, đòi hỏi sự chính xác cao và công nghệ tiên tiến. Từ việc xử lý silicon đến kiểm tra chất lượng, mỗi bước đều góp phần tạo nên một sản phẩm bền bỉ, hiệu quả và thân thiện môi trường.

Trong bối cảnh nhu cầu năng lượng tái tạo tăng mạnh, việc hiểu rõ quy trình này không chỉ giúp người tiêu dùng chọn được sản phẩm chất lượng mà còn góp phần thúc đẩy sự phát triển bền vững của ngành năng lượng sạch.

Xem thêm: Giá tấm pin năng lượng mặt trời

Xem thêm: Hệ thống điện năng lượng mặt trời cho máy sục khí nuôi trồng thủy sản