Istnieje osiem etapów produkcji ogniw słonecznych z płytek krzemowych do ostatecznych testów gotowego ogniwa słonecznego.
Krok 1: Sprawdzenie opłatka
Płytka krzemowa jest nośnikiem ogniwa słonecznego. Jakość płytki krzemowej bezpośrednio określa wydajność konwersji ogniwa słonecznego, dlatego konieczne jest przetestowanie przychodzącej płytki krzemowej. Proces ten jest wykorzystywany głównie do pomiarów online niektórych parametrów technicznych płytek krzemowych, takich jak chropowatość powierzchni, czas życia mniejszości, rezystywność, typ P / N i mikropęknięcia itp. Sprzęt składa się z automatycznego ładowania i rozładowywania, transmisji płytek, integracji systemu i cztery moduły wykrywania.
Wśród nich fotowoltaiczny wykrywacz płytek krzemowych wykrywa chropowatość powierzchni płytki krzemowej, a jednocześnie wykrywa parametry wyglądu, takie jak rozmiar i ukośna linia płytki krzemowej. Moduł wykrywania mikropęknięć służy do wykrywania wewnętrznych mikropęknięć płytki krzemowej. Ponadto istnieją dwa moduły detekcyjne, z których jeden to internetowy moduł testujący, głównie testujący oporność płytek i typ płytki półprzewodnikowej, a drugi moduł służy do testowania życia płytkowego płytki krzemowej. Przed wykryciem żywotności mniejszościowej i rezystywności należy wykryć przekątną i mikropęknięcie płytki krzemowej, a uszkodzona płytka krzemowa powinna zostać automatycznie usunięta. Sprzęt do testowania płytek półprzewodnikowych może automatycznie ładować i wyładowywać płytkę i może umieszczać niewykwalifikowane produkty w ustalonej pozycji, aby poprawić dokładność i skuteczność testów.
Krok 2: Teksturowanie i czyszczenie
Przygotowanie powierzchni monokrystalicznego zamszu krzemowego polega na wykorzystaniu anizotropowej korozji krzemu do utworzenia milionów czterostronnych struktur piramidalnych na powierzchni krzemu każdego centymetra kwadratowego. Z powodu wielokrotnego odbicia i załamania światła padającego na powierzchnię zwiększa się absorpcja światła i poprawia się prąd zwarciowy i wydajność konwersji baterii.
Anizotropowe roztwory korozyjne krzemu są zwykle roztworami alkalicznymi na gorąco. Dostępne zasady to wodorotlenek sodu, wodorotlenek potasu, wodorotlenek litu i etylenodiamina. Większość z nich używa taniego roztworu wodorotlenku sodu w rozcieńczeniu o stężeniu około 1%, aby przygotować zamszowy krzem, a temperatura korozji wynosi 70-85 ℃. W celu uzyskania jednolitego zamszu należy dodawać alkohole, takie jak etanol i izopropanol, jako środki kompleksujące w celu przyspieszenia korozji krzemu. Przed przygotowaniem zamszu płytka krzemowa podlega początkowej korozji powierzchniowej i do jej usunięcia należy użyć około 20–25 mikronów alkalicznej lub kwaśnej cieczy korozyjnej. Po skorodowaniu zamszu należy przeprowadzić ogólne czyszczenie chemiczne. Płytki krzemowe przygotowane na powierzchni nie powinny być przechowywane w wodzie przez długi czas, aby zapobiec zanieczyszczeniu.
Krok 3: Dyfuzja
Duża powierzchnia złącza PN jest potrzebna do realizacji konwersji energii świetlnej na energię elektryczną. Piec dyfuzyjny jest specjalnym urządzeniem do wytwarzania złącza PN ogniw słonecznych. Rurowy piec dyfuzyjny składa się głównie z czterech części: górnej części łodzi kwarcowej, komory spalin, części korpusu pieca i części szafy gazowej. Ogólnie, źródło ciekłego tlenochlorku fosforu stosuje się jako źródło dyfuzji. Płytki krzemowe typu P są umieszczane w kwarcowym pojemniku rurowego pieca dyfuzyjnego. Tlenochlorek fosforu wprowadza się do kwarcowego pojemnika za pomocą azotu w wysokiej temperaturze 850 - 900 stopni Celsjusza. Tlenochlorek fosforu reaguje z płytkami krzemowymi w celu uzyskania atomów fosforu. Po pewnym czasie atomy fosforu wchodzą do powierzchniowej warstwy płytek krzemowych z całego i przenikają do płytek krzemowych przez szczelinę między atomami krzemu, tworząc połączenie półprzewodnika typu n i półprzewodnika typu p, mianowicie PN węzeł. Złącze PN wytworzone tą metodą ma dobrą jednorodność, nierówność rezystancji bloku jest mniejsza niż 10%, a czas życia mniejszości jest większy niż 10 ms. Łączenie PN jest najbardziej podstawowym i kluczowym procesem w produkcji ogniw słonecznych. Ponieważ jest to tworzenie się połączenia PN, tak że elektrony i dziury w przepływie nie powrócą do pierwotnego, więc tworzenie prądu, za pomocą drutu do wyprowadzenia prądu, jest prądem stałym. Ten proces jest wykorzystywany do produkcji i produkcji płytek ogniw słonecznych.
Krok 4: Izolacja krawędzi i czyszczenie
W wyniku korozji chemicznej płytki krzemowe są zanurzane w roztworze kwasu fluorowodorowego w celu wytworzenia reakcji chemicznej z wytworzeniem rozpuszczalnego kompleksu kwasu heksafluorokrzemowego, tak aby usunąć warstwę fosforu ze szkła krzemowego utworzonego na powierzchni płytek krzemowych po dyfuzji. W procesie dyfuzji POCL3 reaguje z O2, aby wytworzyć osadzanie P2O5 na powierzchni płytki krzemowej. P2O5 reaguje z Si, tworząc SiO2 i atomy fosforu. W ten sposób tworzy się warstwa SiO2 zawierająca pierwiastki fosforu na powierzchni płytki krzemowej, która jest nazywana szkłem fosfosilikonowym.
Sprzęt do szkła krzemowego fosforu składa się na ogół z korpusu, zbiornika czyszczącego, układu serwonapędu, ramienia mechanicznego, elektrycznego układu sterowania i automatycznego systemu dystrybucji kwasu itp. Głównymi źródłami zasilania są kwas fluorowodorowy, azot, sprężone powietrze, czysta woda, odprowadzać ciepło i ścieki. Kwas fluorowodorowy może rozpuszczać krzemionkę, ponieważ kwas fluorowodorowy reaguje z krzemionką z wytworzeniem lotnego gazowego tetrafluorku. Jeśli kwas fluorowodorowy jest nadmierny, tetrafluorek krzemu powstały w wyniku reakcji będzie dalej reagował z kwasem fluorowodorowym z wytworzeniem rozpuszczalnego kompleksu kwasu heksafluorokrzemowego.
Ze względu na proces dyfuzji, nawet przy zastosowaniu dyfuzji „back-to-back”, wszystkie powierzchnie, w tym krawędzie płytki krzemowej, będą nieuchronnie rozpraszane przez fosfor. Fotogenerowane elektrony zebrane z przodu złącza PN będą płynąć do tyłu złącza PN wzdłuż krawędzi obszaru fosforu, powodując zwarcie. Dlatego domieszkowany krzem wokół ogniwa słonecznego musi być wytrawiony, aby usunąć złącze PN na krawędzi komórki.
Trawienie plazmowe jest zwykle używane do ukończenia tego procesu. Trawienie plazmowe jest procesem, w którym cząsteczka macierzysta gazu reaktywnego CF4 jonizuje i tworzy plazmę pod wzbudzeniem mocy rf przy niskim ciśnieniu. Plazma składa się z naładowanych elektronów i jonów, gazu w komorze reakcyjnej pod wpływem elektronów, oprócz przekształcania się w jony, ale także może absorbować energię i tworzyć dużą liczbę aktywnych grup. Grupy reaktywne docierają do powierzchni SiO2 z powodu dyfuzji lub pod wpływem pola elektrycznego, gdzie mają reakcje chemiczne z powierzchnią wytrawionego materiału i tworzą lotne produkty reakcji, które uciekają z powierzchni wytrawionego materiału i są wydobywane z wnęka przez system próżniowy.
Krok 5: Osadzanie ARC (Anti-Reflective Coating)
Współczynnik odbicia polerowanej powierzchni krzemowej powleczonej powłoki przeciwodblaskowej wynosi 35%. Aby zmniejszyć odbicie powierzchni i poprawić wydajność konwersji baterii, należy nałożyć warstwę filmu przeciwodblaskowego z azotku krzemu. Obecnie sprzęt PECVD jest często wykorzystywany do przygotowania folii antyodbiciowej w produkcji przemysłowej. PECVD to wspomagane plazmą chemiczne osadzanie z fazy gazowej. Jest to zasada techniczna plazmy niskotemperaturowej wykorzystywana jako źródło energii, próbka na wyładowaniu jarzeniowym katody pod niskim ciśnieniem, przy użyciu próbek ogrzewania wyładowania jarzeniowego do określonej temperatury, a następnie przechodzi do gazu reakcyjnego SiH4 i NH3, gaz poprzez szereg reakcji chemicznych i plazmy, tworząc stałą warstwę na powierzchni próbki jest cienką warstwą azotku krzemu. Zasadniczo cienkie warstwy osadzane za pomocą tej metody chemicznego osadzania z fazy gazowej o zwiększonej plazmie mają grubość około 70 nm. Folia o takiej grubości jest optycznie funkcjonalna. Wykorzystując zasadę interferencji cienkich warstw, można znacznie zmniejszyć odbicie światła, znacznie zwiększyć prąd zwarcia i moc akumulatora, a także poprawić wydajność.
Krok 6: Drukowanie kontaktu
Sitodrukowe ogniwa słoneczne zostały wykonane w złączu PN po wytworzeniu kłaczków, dyfuzji i PECVD oraz innych procesach, które mogą generować prąd elektryczny w świetle. Aby wyeksportować wygenerowany prąd, na powierzchni akumulatora należy wykonać elektrody dodatnie i ujemne. Istnieje wiele sposobów wytwarzania elektrod, a sitodruk jest najczęstszym procesem wytwarzania elektrod ogniw słonecznych. Sitodruk STOSUJE metodę wytłaczania, aby wydrukować z góry określoną grafikę na podłożu.
Sprzęt składa się z trzech części: nadruku srebrnej pasty z tyłu baterii, nadruku pasty aluminiowej z tyłu baterii i nadruku srebrnej pasty z przodu baterii. Jego zasada działania jest następująca: użyj siatki o oczkach w rozmiarze, ze skrobakiem w rozmiarze siatki drucianej, aby zastosować pewien nacisk, jednocześnie przesuwając się w kierunku drugiego końca siatki drucianej. Tusz jest wyciskany z siatki sekcji graficznej na podłoże, gdy się porusza. Ze względu na lepkość pasty nadruk jest ustalony w pewnym zakresie. W druku, skrobak jest zawsze w liniowym kontakcie z płytą sitodrukową i podłożem, a linia kontaktu przemieszcza się wraz ze skrobakiem, aby zakończyć podróż drukowania.
Krok 7: Spiekanie
Szybkie spiekanie po sitodruku płytek krzemowych, nie może być stosowane bezpośrednio, musi być spiekane przez piec do spiekania, spalanie kleju żywicy organicznej, pozostałe prawie czyste, dzięki efektowi szkła i blisko srebrnej elektrody na płytkach krzemowych . Gdy srebrna elektroda i krystaliczny krzem w temperaturze eutektycznej temperatury, krystaliczne atomy krzemu z pewną proporcją w materiałach elektrod stopionego srebra, formująca i omowa elektroda kontaktowa, poprawiają napięcie w otwartym obwodzie komórki i współczynnik wypełnienia dwóch kluczowych parametrów, sprawiają, że jego właściwości oporowe, w celu poprawy wydajności konwersji ogniwa słonecznego.
Piec do spiekania dzieli się na trzy etapy: spiekanie, spiekanie i chłodzenie. Celem etapu wstępnego spiekania jest rozkład i spalenie spoiwa polimerowego w zawiesinie. Na etapie spiekania w ciele do spiekania kończą się różne reakcje fizyczne i chemiczne, tworząc rezystywną strukturę folii i sprawiając, że ma ona charakterystykę rezystywną. Na tym etapie temperatura osiąga szczyt. W etapie chłodzenia i chłodzenia szkło chłodzi się, twardnieje i zestala się, tak że rezystancyjna struktura folii niezmiennie przykleja się do podłoża.
Krok 8: Testowanie i sortowanie komórek
Gotowe do montażu ogniwa słoneczne są testowane w warunkach symulowanego światła słonecznego, a następnie klasyfikowane i sortowane zgodnie z ich wydajnością. Jest to obsługiwane przez urządzenie testujące ogniwa słoneczne, które automatycznie testuje i sortuje komórki. Pracownicy fabryki muszą wtedy jedynie wycofać ogniwa z odpowiedniego repozytorium wydajności, do którego maszyna przyporządkowała komórki.
Ogniwo słoneczne staje się wówczas zasadniczo nowym surowcem, który jest następnie wykorzystywany do montażu modułów fotowoltaicznych. W zależności od gładkości procesu produkcyjnego i podstawowej jakości płytek krzemowych ostateczny wynik w postaci ogniwa słonecznego jest następnie klasyfikowany do różnych klas jakości ogniw słonecznych.
Wyposażenie i warunki peryferyjne
Potrzebne są urządzenia peryferyjne w procesie produkcji baterii, zasilania, zaopatrzenia w wodę, drenażu, klimatyzacji, próżni, specjalnej pary i innych urządzeń peryferyjnych. Ochrona przeciwpożarowa i sprzęt ochrony środowiska są również ważne dla zapewnienia bezpieczeństwa i zrównoważonego rozwoju.
Linia produkcyjna ogniw słonecznych o rocznej mocy 50 MW, zużywa tylko 1800 KW mocy procesowej i mocy. Ilość czystej wody procesowej wynosi około 15 ton na godzinę, a jakość wody jest wymagana do spełnienia standardu technicznego ew-1 chińskiej wody e-klasy GB / t11446.1-1997. Zużycie wody chłodzącej w procesie wynosi około 15 ton na godzinę, wielkość cząstek w wodzie nie powinna przekraczać 10 mikronów, a temperatura wody zasilającej powinna wynosić 15-20 ℃. Wyładowanie próżniowe wynosi około 300M3 / H. Wymaga również około 20 metrów sześciennych azotu i 10 metrów sześciennych tlenu. Biorąc pod uwagę współczynniki bezpieczeństwa specjalnych gazów, takich jak silan, konieczne jest ustawienie specjalnego odstępu czasu między gazami, aby zapewnić absolutne bezpieczeństwo produkcji. Ponadto silanowa wieża spalania i stacja oczyszczania ścieków są również niezbędnymi urządzeniami do produkcji ogniw.
