Є вісім кроків для виробництва сонячних елементів з кремнієвих пластин для остаточного тестування готового сонячного елемента.
Крок 1: Перевірка вафлі
Кремнієва пластина є носієм сонячного елемента. Якість кремнієвої пластини безпосередньо визначає ефективність перетворення сонячного елемента, тому необхідно перевірити вхідну кремнієву пластину. Цей процес використовується в основному для онлайн-вимірювання деяких технічних параметрів кремнієвих пластин, таких як шорсткість поверхні, тривалість експлуатації, питомий опір, тип P / N і мікротріщини тощо. Обладнання складається з автоматичного завантаження та розвантаження, передачі пластин, системної інтеграції та чотири модуля виявлення.
Серед них фотоелектричний кремнієвий пластинчастий детектор виявляє шорсткість поверхні кремнієвої пластини і в той же час виявляє такі параметри зовнішнього вигляду, як розмір і діагональна лінія кремнієвої пластини. Модуль виявлення мікротріщин використовується для виявлення внутрішніх мікротріщин кремнієвої пластини. Крім того, є два модуля виявлення, один з яких є модулем онлайн-тестування, в основному тестуванням питомого опору і типу пластини, а інший модуль використовується для перевірки життя меншості кремнієвої пластини. Перед виявленням тривалості життя і опору, слід виявити діагональ і мікротріщину кремнієвої пластини, а пошкоджена кремнієва пластина повинна бути автоматично видалена. Обладнання для тестування вафель може автоматично завантажувати та вивантажувати пластини, а також може покласти некваліфіковані продукти у фіксоване положення, щоб поліпшити точність і ефективність тестування.
Крок 2: Текстурування та очищення
Підготовка поверхні монокристалічного кремнієвого замша полягає у використанні анізотропної корозії кремнію для формування мільйонів чотиригранних пірамідальних структур на поверхні кремнію кожного квадратного сантиметра. Завдяки багаторазовому відображенню і заломленню падаючого світла на поверхню поглинання світла збільшується, а струм короткого замикання і ефективність перетворення батареї покращуються.
Розчини кремнієвої анізотропної корозії зазвичай є гарячими лужними розчинами. Доступні основи - гідроксид натрію, гідроксид калію, гідроксид літію і етилендіамін. Більшість з них використовують дешевий розчин розчину гідроксиду натрію з концентрацією близько 1% для приготування замшевого кремнію, а температура корозії 70-85 ° С. Для того щоб отримати однорідні замші, спирти, такі як етанол і ізопропанол, повинні бути додані в якості комплексоутворювачів для прискорення корозії кремнію. Перед приготуванням замші кремнієва пластина повинна зазнавати початкову корозію поверхні, а для її видалення необхідно використовувати близько 20 ~ 25 мкм лужної або кислотної корозійної рідини. Після того, як замша роз'їлася, необхідно провести загальну хімічну очистку. Пластини кремнію, приготовані на поверхні, не повинні зберігатися у воді протягом тривалого часу, щоб запобігти забрудненню.
Крок 3: Дифузія
Для реалізації перетворення світлової енергії в електричну необхідна велика площа переходу PN. Дифузійна піч - це спеціальне обладнання для виготовлення ПН-переходу сонячних елементів. Трубна дифузійна піч в основному складається з чотирьох частин: верхньої частини човна з кварцом, камери відпрацьованого газу, частини корпусу печі і частини газової шафи. Як правило, в якості джерела дифузії використовується рідкий джерело оксихлориду фосфору. Пластини кремнієвого типу розміщуються в кварцовому контейнері з трубчастої дифузійної печі. Оксихлорид фосфору вводять в кварцовий контейнер азотом при високій температурі 850-900 градусів Цельсія. Оксихлорид фосфору реагує з кремнієвими пластинами для отримання атомів фосфору. Через певний проміжок часу атоми фосфору надходять у поверхневий шар кремнієвих пластин з усіх навколо, а пермеат в кремнієві пластини через розрив між атомами кремнію, утворюючи з'єднання напівпровідника n-типу і напівпровідника p-типу, а саме PN перехрестя. PN-перехід, отриманий цим методом, має гарну однорідність, нерівномірність опору блоку менше 10%, а тривалість життя менші більше 10 мс. Створення ПН-переходу є найбільш основним і ключовим процесом у виробництві сонячних елементів. Тому що це формування PN-переходу, так що електрони і дірки в потоці не повернуться до вихідного, тому утворення струму, використовуючи дріт для виведення струму, є постійним струмом. Цей процес використовують у виробництві та виробництві пластин для сонячних батарей.
Крок 4: Ізоляція та очищення країв
За допомогою хімічної корозії кремнієві пластини занурюють у розчин фтористоводневої кислоти, щоб генерувати хімічну реакцію з утворенням розчинної комплексної гексафтористоводородной кислоти, щоб після дифузії видалити шар фосфорного кремнієвого скла, утвореного на поверхні кремнієвих пластин. У процесі дифузії POCL3 реагує з O2, щоб генерувати осадження P2O5 на поверхні кремнієвої пластини. P2O5 реагує з Si для утворення атомів SiO2 і фосфору. Таким чином утворюється шар SiO2, що містить фосфорні елементи, на поверхні кремнієвої пластини, що називається фосфокремниевим склом.
Обладнання для фосфорного кремнієвого скла в основному складається з корпусу, миючого резервуара, сервоприводу, механічного кронштейна, електричної системи управління і автоматичної системи розподілу кислот тощо. Основними джерелами енергії є плавикова кислота, азот, стиснене повітря, чиста вода, відведення тепла та стічні води. Фтороводородная кислота може розчиняти кремнезем, оскільки фтористоводнева кислота реагує з діоксидом кремнію, утворюючи летючий газ тетрафторид кремнію. Якщо фтористоводнева кислота є надмірною, то тетрафторид кремнію, що утворюється в результаті реакції, далі буде реагувати з фтористоводневою кислотою з утворенням розчинної комплексу гексафтористоводородной кислоти.
Завдяки процесу дифузії, навіть якщо використовується дифузія спини до спини, всі поверхні, включаючи краї кремнієвої пластини, неминуче будуть розсіюватися фосфором. Фотогенеровані електрони, зібрані з передньої частини PN-переходу, протікають до задньої частини PN-переходу по краю фосфористого ділянки, викликаючи коротке замикання. Таким чином, легований кремній навколо сонячного елемента повинен бути протравлений, щоб видалити PN-перехід на краю клітинки.
Плазмене травлення зазвичай використовується для завершення цього процесу. Плазмове травлення є процесом, в якому батьківська молекула реактивного газу CF4 іонізується і утворює плазму під збудженням потужності rf при низькому тиску. Плазма складається з заряджених електронів і іонів, газ в реакційній камері під впливом електронів, крім перетворення в іони, а також може поглинати енергію і утворювати велику кількість активних груп. Реактивні групи досягають поверхні SiO2 за рахунок дифузії або під дією електричного поля, де вони мають хімічні реакції з поверхнею травленого матеріалу, і утворюють летючі продукти реакції, які виходять з поверхні травленого матеріалу і витягуються з порожнини вакуумною системою.
Крок 5: Осадження ARC (Антирефлекторне покриття)
Відбивна здатність полірованої поверхні кремнію покритої антиотражательной плівкою становить 35%. Для того, щоб зменшити відбиття поверхні і підвищити ефективність перетворення батареї, необхідно нанести шар антиотражательной плівки з нітриду кремнію. На сьогоднішній день обладнання PECVD часто використовується для підготовки просвітлюючої плівки в промисловому виробництві. PECVD - це плазмово-хімічне осадження з парової фази. Це технічний принцип низькотемпературної плазми використовується в якості джерела енергії, зразок на катодному тліючому розряді під низьким тиском, використовуючи тліючий розряд нагрівання зразків до заданої температури, а потім переходять в реакційний газ SiH4 і NH3, \ t Газ через серію хімічних реакцій і плазми, утворюючи тверду плівку в поверхні зразка, є нітридом кремнію тонких плівок. Як правило, тонкі плівки, нанесені цим методом плазмового осадження, мають товщину близько 70 нм. Плівка такої товщини є оптично функціональною. Використовуючи принцип перешкод тонкої плівки, відбиття світла може бути значно зменшено, струм короткого замикання і вихід батареї можуть бути значно збільшені, а ефективність також може бути покращена.
Крок 6: Зв'язок друку
Сітчасті фотоелементи сонячних батарей були виготовлені в PN-переході після виготовлення волокон, дифузії та PECVD та інших процесів, які можуть генерувати електричний струм під світлом. Для експорту генерованого струму на поверхні батареї необхідно виконати позитивні та негативні електроди. Є багато способів виготовлення електродів, і трафаретний друк є найпоширенішим процесом виготовлення електродів сонячних елементів. Трафаретний друк використовує метод тиснення для друку заданої графіки на підкладці.
Обладнання складається з трьох частин: сріблястої пасти на задній панелі акумулятора, алюмінієвої пасти на задній панелі акумулятора і срібної пасти на передній панелі акумулятора. Його принцип роботи: використовувати сітчастий сітки через розмір, з скребком в розмірі дротяної сітки, щоб застосувати певний тиск, рухаючись до іншого кінця дротяної сітки. Чорнила стискаються від сітки графічного ділянки до підкладки, коли вона рухається. Завдяки в'язкості пасти, імпринтинг фіксується в певному діапазоні. Під час друку скребок завжди знаходиться в лінійному контакті з трафаретною печаткою і підкладкою, а контактна лінія рухається зі скребком для завершення друку.
Крок 7: Спікання
Швидке спікання після трафаретного друку кремнієвих пластин, не може бути використане безпосередньо, необхідно спікання з спікання печі, згорання органічної смоли, що залишився майже чистий, завдяки впливу скла і близько до срібного електрода на кремнієвих пластинах . Коли срібний електрод і кристалічний кремній в температурі евтектичної температури, кристалічні атоми кремнію з певною часткою в розплавленому срібному електродному матеріалі, формують і омічний контактний електрод, покращують напругу в розімкнутому ланцюзі і коефіцієнт заповнення двох ключових параметрів, роблять його характеристики опору з метою підвищення ефективності перетворення сонячного елемента.
Піч для спікання поділяється на три етапи: пресування, спікання і охолодження. Призначення етапу пресування полягає в розкладанні і спалюванні полімерного сполучного в суспензії. На стадії спікання в тілі спікання завершуються різні фізичні та хімічні реакції, що утворюють структуру резистивної плівки і роблять її дійсно резистивними. На цій стадії температура досягає піку. У стадії охолодження і охолодження скло охолоджується, твердне і твердне, так що структура резистивної плівки фіксується на підкладці.
Крок 8: Тестування та сортування клітин
Тепер готові до монтажу сонячні батареї випробовуються в умовах імітаційного сонячного світла, а потім класифікуються і сортуються відповідно до їх ефективності. Це обробляється пристроєм для тестування сонячних батарей, який автоматично перевіряє та сортує клітини. Робочі фабрики тоді тільки повинні вивести клітини з відповідного сховища ефективності, до якого машина сортувала клітини.
Сонячна батарея потім в основному стає новою сировиною, яка потім використовується в складанні сонячних фотоелектричних модулів. Залежно від гладкості процесу виробництва і якості основного матеріалу кремнієвої пластини, кінцевий результат у вигляді сонячного елемента потім додатково класифікується в різні сорти якості сонячних батарей.
Периферійне обладнання та умови
Периферійне обладнання в процесі виробництва акумулятора, електропостачання, водопостачання, водовідведення, вакуумного, вакуумного, спеціального парового та інших периферійних споруд необхідні. Засоби пожежної охорони та захисту навколишнього середовища також важливі для забезпечення безпеки та сталого розвитку.
Лінія виробництва сонячних батарей з річною потужністю 50 МВт, лише енергоспоживання технологічного та енергетичного обладнання становить близько 1800 кВт. Об'єм чистої води становить близько 15 тонн на годину, а якість води необхідна для того, щоб відповідати технічному стандарту ew-1 китайської води e-grade GB / t11446.1-1997. Споживання охолоджуючої води процесу становить близько 15 тонн на годину, розмір частинок у воді не повинен перевищувати 10 мікрон, а температура подачі води повинна бути 15-20 ℃. Вакуумний розряд становить близько 300M3 / H. Також потрібно близько 20 кубічних метрів азоту і 10 кубічних метрів кисню. Враховуючи фактори безпеки спеціальних газів, таких як силани, необхідно встановити спеціальний газовий інтервал для забезпечення абсолютної безпеки виробництва. Окрім того, силані згоряння вежі і станції очищення стічних вод також необхідні засоби для виробництва клітин.