Der er otte trin til at producere solceller fra siliciumplader til den endelige test af den klar solcelle.
Trin 1: Wafer check
Silicone wafer er bærer af solcelle. Kvaliteten af siliciumwafer bestemmer direkte solcelleomdannelseseffektiviteten, så det er nødvendigt at teste den indkommende siliciumplader. Denne proces anvendes hovedsagelig til online måling af nogle tekniske parametre for siliciumskiver, såsom overfladens grovhed, mindretals levetid, resistivitet, P / N type og microcrack mv. Udstyret består af automatisk læsning og losning, wafer transmission, systemintegration og fire detektionsmoduler.
Blandt dem registrerer den fotovoltaiske siliciumwaferdetektor overfladens ruhed af siliciumwaferen og på samme tid detekterer udseendet parametre såsom størrelsen og diagonal linjen af silicium wafer. Microcrack detektionsmodulet bruges til at detektere de interne mikrokasser af siliciumskive. Derudover er der to detektionsmoduler, hvoraf den ene er online testmodul, der primært tester wafer resistivitet og wafertype, og det andet modul bruges til at teste minoritetslivet af siliciumwafer. Før detekteringen af mindretals levetid og resistivitet skal diagonal- og mikroskraven af siliciumpladen detekteres, og den beskadigede siliciumskive skal automatisk fjernes. Wafer-testudstyret kan automatisk laste og losse waferen og kan sætte de ukvalificerede produkter i fast position for at forbedre testnøjagtigheden og effektiviteten.
Trin 2: Teksturering og rengøring
Fremstillingen af overfladen af den monokrystallinske siliciumsuede er at anvende den anisotrope korrosion af silicium til dannelse af millioner af firesidige pyramide strukturer på siliciumoverfladen af hver kvadratcentimeter. På grund af den multiple refleksion og refraktion af indfaldende lys på overfladen øges lysoptagelsen, og batterikapaciteten og omdannelseseffektiviteten af batteriet forbedres.
Silikoneanisotrope korrosionsopløsninger er sædvanligvis varme alkaliske opløsninger. Tilgængelige baser er natriumhydroxid, kaliumhydroxid, lithiumhydroxid og ethylendiamin. De fleste af dem bruger billig natriumhydroxidfortyndet opløsning med en koncentration på ca. 1% til fremstilling af suede silicium, og korrosionstemperaturen er 70-85 ° C. For at opnå ensartet suede bør alkoholer såsom ethanol og isopropanol tilsættes som kompleksdannende midler for at fremskynde korrosionen af silicium. Før fremstilling af ruskindet skal siliciumpladen underkastes indledende overfladekorrosion, og ca. 20-25 μm alkalisk eller sur korrosionsvæske skal anvendes til at fjerne den. Når ruskindet er korroderet, skal der udføres almindelig kemisk rensning. Silikonepladerne, der er tilberedt på overfladen, bør ikke opbevares i vand i lang tid for at forhindre forurening.
Trin 3: Diffusion
Et stort område af PN-kryds er nødvendigt for at realisere omdannelsen af lysenergi til elektrisk energi. Spredningsovnen er et specielt udstyr til fremstilling af PN-kryds af solceller. Den rørformede diffusionsovn består hovedsagelig af fire dele: Kvartsbådens øverste del, udstødsgaskammeret, ovnens kropsdel og gasskabsdelen. Generelt anvendes den flydende kilde af phosphoroxychlorid som diffusionskilde. P-type siliciumplader anbringes i kvartsbeholderen af rørformet diffusionsovn. Fosforoxychlorid sættes i kvartsbeholderen med nitrogen ved den høje temperatur på 850-900 grader Celsius. Fosforoxychlorid reagerer med siliciumskiver for at opnå fosforatomer. Efter en vis periode indtræder fosforatomer overfladelaget af siliciumskiver fra hele vejen rundt og gennemsyrer siliciumskiverne gennem hullet mellem siliciumatomer, der danner krydset mellem halvleder af typen n-type og p-type, nemlig PN junction. PN-forbindelsen fremstillet ved denne metode har god ensartethed, ujævnheden af blokmodstanden er mindre end 10%, og mindretalets levetid er større end 10 ms. Making PN junction er den mest grundlæggende og nøgleproces i solcelleproduktion. Fordi det er dannelsen af PN-krydset, således at elektronerne og hullerne i strømmen ikke vender tilbage til originalen, så dannelsen af en strøm ved hjælp af en ledning til at udlede strømmen er likestrømmen. Denne proces anvendes til fremstilling og fremstilling af solcelleplader.
Trin 4: Edge Isolation & Cleaning
Ved hjælp af kemisk korrosion nedsænkes siliciumskiverne i flussyreopløsning for at frembringe en kemisk reaktion for at danne den opløselige kompleks-hexafluorsilicinsyre for at fjerne et lag af phosphorsiliciumglas dannet på overfladen af siliciumskiverne efter diffusion. I diffusionsprocessen reagerer POCL3 med O2 til dannelse af P2O5-afsætning på overfladen af siliciumwafer. P2O5 reagerer med Si for at danne SiO2 og fosforatomer. På denne måde dannes et lag af Si02 indeholdende fosforelementer på overfladen af siliciumskive, som kaldes phosphosiliciumglas.
Udstyret til fosfor siliciumglas er generelt sammensat af legemet, rengøringsbeholderen, servodrevsystemet, mekanisk arm, elektrisk styresystem og automatisk syrefordelingssystem mv. De vigtigste strømkilder er flussyre, nitrogen, trykluft, rent vand, varmeudstødning og spildevand. Fluorsyre kan opløse silica, fordi flussyre reagerer med silica for at danne flygtig siliciumtetrafluoridgas. Hvis flussyre er for stor, reagerer siliciumtetrafluoridet dannet ved reaktionen yderligere med flussyre til dannelse af en opløselig kompleks hexafluorsilicinsyre.
På grund af diffusionsprocessen, selvom der anvendes diffusion i ryggen, vil alle overflader, herunder kanter af siliciumskive, uundgåeligt blive diffunderet med fosfor. De fotogenererede elektroner indsamlet fra forsiden af PN-forbindelsen vil strømme til bagsiden af PN-forbindelsen langs kanten af fosforområdet, hvilket forårsager en kortslutning. Derfor skal det dopede silicium omkring solcellen ætses for at fjerne PN-forbindelsen ved kanten af cellen.
Plasmaetsning bruges som regel til at fuldføre denne proces. Plasmaetsning er en proces, hvor forældremolekylet af den reaktive gas CF4 ioniserer og danner plasma under excitationen af rf-effekt ved lavt tryk. Plasma er sammensat af ladede elektroner og ioner, gassen i reaktionskammeret under påvirkning af elektroner, udover at omdanne til ioner, men kan også absorbere energi og danne et stort antal aktive grupper. Reaktive grupper når overfladen af SiO2 på grund af diffusion eller under påvirkning af elektrisk felt, hvor de har kemiske reaktioner med overfladen af det ætsede materiale og danner flygtige reaktionsprodukter, som undslipper fra overfladen af det ætsede materiale og ekstraheres fra hulrum ved vakuumsystemet.
Trin 5: Deponering af ARC (anti-reflekterende belægning)
Refleksiviteten af den polerede siliciumoverflade af den belagte anti-refleksionsfilm er 35%. For at reducere overfladerefleksionen og forbedre omdannelseseffektiviteten af batteriet skal et lag siliciumnitrid-refleksionsfilm deponeres. I dag bruges PECVD-udstyr ofte til fremstilling af antirefleksfilm i industriel produktion. PECVD er plasmaforbedret kemisk dampaflejring. Det er det tekniske princip for lavtemperaturplasma, der anvendes som energikilde, prøven på katodeglødudladningen under lavt tryk, ved hjælp af glødudladningsvarmeprøven op til en forudbestemt temperatur og passerer derefter ind i reaktionsgasen SiH4 og NH3, gas gennem en række kemiske reaktioner og plasma, der danner en fast film i overfladen af prøven, er siliciumnitrid-tynde film. Generelt er tynde film deponeret af denne plasmaforstærkede kemiske dampaflejringsmetode omkring 70 nm tykke. En film af denne tykkelse er optisk funktionel. Ved anvendelse af princippet om tyndfilminterferens kan lysrefleksionen reduceres betydeligt, kortslutningsstrømmen og udgangen af batteriet kan øges betydeligt, og effektiviteten kan også forbedres.
Trin 6: Kontaktudskrivning
Screen-print solceller er lavet til PN-kryds efter lintfremstilling, diffusion og PECVD og andre processer, der kan generere elektrisk strøm under lys. For at eksportere den frembragte strøm skal der laves positive og negative elektroder på overfladen af batteriet. Der er mange måder at lave elektroder på, og screen printing er den mest almindelige proces til fremstilling af solcelleelektroder. Skærmudskrivning BRUGER metoden til prægning for at udskrive den forudbestemte grafik på substratet.
Udstyret består af tre dele: sølvpastaudskrivning på bagsiden af batteriet, aluminiumpastaudskrivning på bagsiden af batteriet og sølvpastaudskrivning på forsiden af batteriet. Dens arbejdspraksis er: Brug maskeringsnetværket gennem størrelsen med en skraber i trådens størrelse for at anvende et bestemt tryk, mens du bevæger dig mod den anden ende af trådnet. Blækket er klæbeligt fra det grafiske sektions maske til substratet, når det bevæger sig. På grund af pastaens viskositet er prægningen fastgjort inden for et bestemt område. Ved udskrivning er skraberen altid i lineær kontakt med skærmtrykspladen og substratet, og kontaktlinjen bevæger sig med skraberen for at fuldføre udskrivningen.
Trin 7: Sintring
Hurtig sintring efter skærmudskrivning af siliciumplader, kan ikke anvendes direkte, skal sintres ved sintringsovne, den organiske harpiksklæbemiddelforbrænding, de resterende er næsten rene på grund af effekten af glas og tæt på sølvelektroden på siliciumpladerne . Når sølvelektroden og krystallinsk silicium i temperaturen af den eutektiske temperatur forbedrer krystallinske siliciumatomer med en vis andel i de smeltede sølvelektrodematerialer, dannende og ohmiske kontaktelektroder, cellens åbne kredsløbsspænding og fyldfaktor to nøgleparametre, gør dets modstandskarakteristika, for at forbedre solcellekonverteringseffektiviteten.
Sinterende ovn er opdelt i tre faser: presintering, sintring og afkøling. Formålet med presintering-scenen er at nedbryde og brænde polymerbindemidlet i opslæmningen. I sintringstrinnet gennemføres forskellige fysiske og kemiske reaktioner i sintringskroppen for at danne den resistive filmstruktur og gøre den virkelig modstandsdygtig. På dette stadium når temperaturen toppen. I køle- og afkølingstrinnet afkøles glasset, hærder og størkner, således at den resistive filmstruktur stikker fast til substratet.
Trin 8: Test og celle sortering
De nu klar til at montere solceller testes under simulerede sollysforhold og klassificeres og sorteres efter deres effektivitet. Dette håndteres af en solcelleprøvningsenhed, der automatisk tester og sorterer cellerne. Fabriksarbejderne behøver kun at trække cellerne fra det respektive effektivitetslager, hvortil maskinen har sorteret cellerne.
Solcellen bliver så dybest set et nyt råmateriale, der så bruges i samlingen af solcelle-PV-moduler. Afhængigt af produktionsprocessens glathed og den grundlæggende siliciumskivematerialekvalitet bliver det endelige resultat i form af en solcelle derefter yderligere inddelt i forskellige solcellekvalitetsgrader.
Perifert udstyr og betingelser
Periferiudstyr i produktionsprocessen af batteri, strømforsyning, vandforsyning, dræning, hvac, vakuum, særlig damp og andre perifere faciliteter er nødvendige. Brandsikrings- og miljøbeskyttelsesudstyr er også vigtige for at sikre sikkerhed og bæredygtig udvikling.
En solcelle produktionslinje med en årlig kapacitet på 50 MW, kun strømforbrug og strømforsyning er omkring 1800KW. Procent rent vand er ca. 15 tons pr. Time, og vandkvaliteten er påkrævet for at opfylde ew-1 tekniske standard for Kinas e-klasse vand GB / t11446.1-1997. Kølevandet forbruget af processen er omkring 15 tons i timen, partikelstørrelsen i vandet bør ikke være mere end 10 mikron, og vandtilførsels temperaturen skal være 15-20 ℃. Vakuumafladning er ca. 300M3 / H. Det kræver også ca. 20 kubikmeter nitrogen og 10 kubikmeter ilt. I betragtning af sikkerhedsfaktorerne for særlige gasser som silan er det nødvendigt at oprette et særligt gasinterval for at sikre den absolutte produktionssikkerhed. Desuden er silanforbrændingstårn og spildevandsbehandlingsstation også nødvendige faciliteter til celleproduktion.
