Съществуват осем стъпки за производство на слънчеви клетки от силициеви пластини за окончателното тестване на готовата слънчева клетка.
Стъпка 1: Проверка на вафли
Силиконовата подложка е носител на слънчева клетка. Качеството на силиконовата подложка директно определя ефективността на преобразуване на слънчевата клетка, така че е необходимо да се тества входящата силициева пластина. Този процес се използва главно за онлайн измерване на някои технически параметри на силициевите пластини, като грапавост на повърхността, минимален живот, съпротивление, тип P / N и микротрек и т.н. Оборудването се състои от автоматично зареждане и разтоварване, пренос на пластини, системна интеграция и четири модула за откриване.
Сред тях фотоволтаичният силиконов пластин детектор открива грапавостта на повърхността на силиконовата подложка и в същото време открива параметрите на външния вид, като размера и диагоналната линия на силиконовата подложка. Модулът за откриване на пукнатини се използва за откриване на вътрешните микропукнатини на силициевата пластина. В допълнение, има два модула за откриване, единият от които е модул за онлайн тестване, главно тестване на съпротивление на вафли и тип вафли, а другият модул се използва за тестване на живота на малцинството на силиконовата подложка. Преди откриването на малцинствения живот и съпротивлението трябва да се открият диагоналът и микротречката на силиконовата подложка и повредената силициева пластина да се отстрани автоматично. Оборудване за изпитване на вафли, може да се зарежда и разтоварва автоматично, и може да постави неквалифицирани продукти в определена позиция, за да се подобри точността и ефективността на изпитване.
Стъпка 2: Текстуриране и почистване
Подготовката на повърхността на монокристалния силициев велур е да се използва анизотропната корозия на силиция, за да се образуват милиони четиристранни пирамидални структури на силиконовата повърхност на всеки квадратен сантиметър. Благодарение на многократното отразяване и пречупване на падащата светлина върху повърхността, абсорбцията на светлината се увеличава, а тока на късо съединение и ефективността на преобразуване на батерията се подобряват.
Силиконовите анизотропни корозионни разтвори обикновено са горещи алкални разтвори. Налични бази са натриев хидроксид, калиев хидроксид, литиев хидроксид и етилендиамин. Повечето от тях използват разреден разтвор с ниско съдържание на натриев хидроксид с концентрация от около 1%, за да приготвят силиконов велур, а температурата на корозия е 70-85. За да се получи равномерен велур, алкохоли като етанол и изопропанол трябва да се добавят като комплексообразуващи агенти за ускоряване на корозията на силиция. Преди приготвянето на велур, силиконовата подложка трябва да претърпи първоначална повърхностна корозия, а за отстраняването му трябва да се използва около 20 ~ 25 микрона алкална или кисела корозионна течност. След корозирането на велур се извършва общо химическо почистване. Подготвените върху повърхността силициеви пластини не трябва да се съхраняват във вода за дълго време, за да се предотврати замърсяване.
Стъпка 3: Дифузия
За реализирането на преобразуването на светлинна енергия в електрическа енергия е необходима голяма площ от PN връзката. Дифузионната пещ е специално оборудване за производство на PN връзка на слънчеви клетки. Тръбната дифузионна пещ е съставена главно от четири части: горната част на кварцовата лодка, камерата за отработените газове, частта на тялото на пещта и частта на газовия шкаф. Обикновено като източник на дифузия се използва течен източник на фосфорен оксихлорид. P-силиконовите пластини се поставят в кварцовия контейнер с тръбна дифузионна пещ. Фосфорен оксихлорид се поставя в кварцовия контейнер с азот при висока температура от 850 - 900 градуса по Целзий. Фосфорен оксихлорид реагира със силициеви пластини за получаване на фосфорни атоми. След определен период от време фосфорните атоми навлизат в повърхностния слой на силициевите пластини от всички краища и се просмукват в силициевите пластини през междината между силициевите атоми, образувайки свързването на n-тип полупроводник и p-тип полупроводник, а именно PN кръстовище. Произведеният по този метод PN възел има добра еднородност, неравността на съпротивлението на блока е по-малка от 10%, а малцинственият живот е по-голям от 10 ms. Създаването на PN кръстовище е най-основният и ключов процес в производството на слънчеви клетки. Защото това е образуването на PN кръстовище, така че електроните и дупките в потока няма да се върнат към оригинала, така че образуването на ток, използвайки проводник, за да изведе тока, е постоянен ток. Този процес се използва при производството и производството на соларни клетки.
Стъпка 4: Изолация и почистване на ръбовете
Чрез химическа корозия силициевите пластини се потапят в разтвор на флуороводородна киселина, за да се получи химическа реакция за образуване на разтворима комплексна хексафлуоросиликатна киселина, за да се отстрани слой от силициево фосфорно стъкло, образувано на повърхността на силициевите пластини след дифузия. В процеса на дифузия POCL3 реагира с О2, за да генерира P2O5 отлагане върху повърхността на силициевата пластина. P2O5 реагира със Si за генериране на Si02 и фосфорни атоми. По този начин се образува слой от фосфорни елементи, съдържащи SiO2, върху повърхността на силициевата пластина, която се нарича фосфосилициево стъкло.
Оборудването за фосфорно силиконово стъкло обикновено се състои от тялото, почистващия резервоар, серво задвижващата система, механичното рамо, електрическата контролна система и автоматичната система за разпределение на киселини и др. Основните източници на енергия са флуороводородна киселина, азот, сгъстен въздух, чиста вода, изпускане на топлина и отпадъчни води. Хидрофлуорната киселина може да разтвори силициевия диоксид, тъй като флуороводородната киселина реагира със силициев диоксид, за да образува летлив силициев тетрафлуорид. Ако хидрофлуорната киселина е прекомерна, образуваният от реакцията силициев тетрафлуорид допълнително ще реагира с флуороводородна киселина, за да образува разтворима комплексна хексафлуоросиликатна киселина.
Благодарение на процеса на дифузия, дори и при използване на обратно разпространение, всички повърхности, включително ръбовете на силициевата пластина, неизбежно ще се разпространяват с фосфор. Фотогенерираните електрони, събрани от предната част на PN връзката, ще текат към задната част на PN връзката по ръба на зоната на фосфора, предизвиквайки късо съединение. Следователно, легираният силиций около слънчевата клетка трябва да се ецва, за да се отстрани PN връзката в края на клетката.
Плазменото ецване обикновено се използва за завършване на този процес. Плазменото ецване е процес, при който родителската молекула от реактивен газ CF4 йонизира и образува плазма при възбуждане на rf мощност при ниско налягане. Плазмата се състои от заредени електрони и йони, газта в реакционната камера под въздействието на електрони, в допълнение към трансформиране в йони, но също така може да абсорбира енергия и да образува голям брой активни групи. Реактивните групи достигат повърхността на SiO2 поради дифузия или под действието на електрическо поле, където имат химични реакции с повърхността на ецвания материал и образуват летливи реакционни продукти, които излизат от повърхността на ецвания материал и се извличат от вакуумната система.
Стъпка 5: Отлагане на ARC (антирефлективно покритие)
Отразяващата повърхност на полираната силициева повърхност на покрития антиотражателен филм е 35%. За да се намали отражението на повърхността и да се подобри ефективността на преобразуване на батерията, трябва да се сложи слой от антиотражателен филм от силициев нитрид. В днешно време PECVD оборудването често се използва за изготвяне на антирефлексен филм в промишленото производство. PECVD е плазмено химично отлагане на пари. Това е технически принцип на ниска температура плазма се използва като източник на енергия, пробата на катода нажежен разряд при ниско налягане, с помощта на нажежен разряд нагряване проби до предварително определена температура, а след това преминават в реакционния газ SiH4 и NH3, газ чрез серия от химични реакции и плазма, образувайки твърдо фолио в повърхността на пробата, са тънки слоеве от силициев нитрид. Обикновено тънките слоеве, нанесени с този плазмен метод за нанасяне на химични изпарения, са с дебелина около 70 nm. Филм с тази дебелина е оптически функционален. Използването на принципа на тънък филм, отразяването на светлината може да се намали значително, късо съединение и ток на батерията може да се увеличи значително и ефективността може да се подобри.
Стъпка 6: Отпечатване на контакти
Слънчеви клетки за ситопечат са направени в PN връзка след правене на власинки, дифузия и PECVD и други процеси, които могат да генерират електрически ток при светлина. За да се експортира генерираният ток, положителните и отрицателните електроди трябва да бъдат направени на повърхността на батерията. Има много начини да се правят електроди, а ситопечатът е най-често срещаният процес за производство на електроди със слънчеви клетки. Ситопечат Използва се методът на щамповане за отпечатване на предварително зададените графики върху субстрата.
Оборудването се състои от три части: сребърен печат върху гърба на батерията, печат на алуминиева паста на гърба на батерията и сребърен печат върху предната част на батерията. Неговият принцип на работа е: използвайте окото на окото на мрежата през размера, със скрепер в размера на телената мрежа, за да приложите определено налягане, докато се движите към другия край на телената мрежа. Мастилото се притиска от мрежата на графичния участък до субстрата, докато се движи. Поради вискозитета на пастата, отпечатването е фиксирано в определен диапазон. При отпечатването скреперът винаги е в линеен контакт с печатащата плака и основата, а контактната линия се движи със стъргалото, за да завърши пътуването с печат.
Стъпка 7: Синтеране
Бързо, след ситопечат на силициеви пластини, не може да се използва директно, трябва да се синтерира чрез агломериране на пещта, органични смоли лепило за горене, останалите почти чисто, поради стъкло и близо до сребърни електроди върху силиций , Когато сребърен електрод и кристален силиций в температурата на евтектиката на температурата, кристални атоми с определен дял в разтопен сребърен електрод, формиращи омични контактни електроди, подобряване на клетката на напрежение и фактор за запълване на два основни параметри, \ t с цел подобряване на ефективността на преобразуване на слънчевата клетка.
Пещта за синтероване се разделя на три етапа: предварително пресоване, синтероване и охлаждане. Целта на етапа на предварителното впръскване е да се разложи и изгори полимерното свързващо вещество в суспензията. В етапа на синтероване в тялото на синтероване се осъществяват различни физични и химични реакции, за да се образува резистивна филмова структура и да се направи наистина резистивни характеристики. На този етап температурата достига върха. В етапа на охлаждане и охлаждане, стъклото се охлажда, втвърдява и се втвърдява, така че резистивната филмова структура фиксира фиксирано към основата.
Стъпка 8: Тестване и сортиране на клетки
Сега готовите за сглобяване слънчеви клетки се тестват при условия на симулирана слънчева светлина и след това се класифицират и сортират според тяхната ефективност. Това се управлява от устройство за тестване на слънчеви клетки, което автоматично тества и сортира клетките. Тогава работниците от завода трябва само да изтеглят клетките от съответното хранилище за ефективност, до което машината е сортирала клетките.
След това слънчевата клетка се превръща в нова суровина, която след това се използва при сглобяването на фотоволтаични модули. В зависимост от гладкостта на производствения процес и качеството на основния материал от силициева пластина, крайният резултат във формата на слънчева клетка след това се класифицира в различни класове на качеството на слънчевите клетки.
Периферно оборудване и условия
Необходими са периферни устройства в производствения процес на батерии, електроснабдяване, водоснабдяване, отводняване, вакуум, специална пара и други периферни съоръжения. Противопожарната защита и оборудването за защита на околната среда също са важни за осигуряване на безопасността и устойчивото развитие.
Производствената линия за слънчеви клетки с годишен капацитет от 50 MW, само енергийната консумация на процеса и енергийното оборудване е около 1800 kW. Количеството на чистата вода е около 15 тона на час, а качеството на водата е необходимо, за да се отговори на техническия стандарт на ew-1 на китайската е-клас вода GB / t11446.1-1997. Консумацията на охлаждащата вода в процеса е около 15 тона на час, размерът на частиците във водата не трябва да бъде повече от 10 микрона, а температурата на подаване на вода трябва да бъде 15-20 ℃. Вакуумният разряд е около 300M3 / H. Той също така изисква около 20 кубични метра азот и 10 кубични метра кислород. Като се имат предвид факторите на безопасност на специални газове като силан, е необходимо да се създаде специален газов интервал, за да се гарантира абсолютната безопасност на производството. Освен това, кулата за изгаряне на силан и станцията за пречистване на отпадъчни води също са необходими съоръжения за производство на клетки.
