Det er åtte trinn for å produsere solceller fra silisiumplater til den endelige testingen av klar solcelle.
Trinn 1: Wafer sjekk
Silisiumskive er bærer av solcelle. Kvaliteten på silisiumplaten bestemmer direkte solcellekonverteringseffektiviteten, så det er nødvendig å teste innkommende silisiumskive. Denne prosessen brukes hovedsakelig til nettbasert måling av enkelte tekniske parametere av silisiumplater, som overflateruhet, minoritets levetid, resistivitet, P / N type og microcrack osv. Utstyret består av automatisk lasting og lossing, overføring av wafer, systemintegrasjon og fire deteksjonsmoduler.
Blant dem oppdager den fotovoltaiske silisiumskivedetektoren overflateryggheten av silisiumplaten, og oppdager samtidig utseendeparametrene som størrelsen og diagonallinjen til silisiumplaten. Microcrack deteksjon modulen brukes til å oppdage de interne mikroskraper av silisium wafer. I tillegg er det to deteksjonsmoduler, hvorav en er nettbasert testmodul, som hovedsakelig tester waferresistivitet og wafertype, og den andre modulen brukes til å teste minoritetslivet av silisiumplater. Før deteksjon av minoritets levetid og resistivitet, skal diagonal- og mikroskraken av silikonplaten detekteres og den skadede silisiumskiven skal fjernes automatisk. Wafer-testutstyret kan automatisk laste og losse waferen, og kan sette de ukvalifiserte produktene i fast posisjon for å forbedre testnøyaktigheten og effektiviteten.
Trinn 2: Teksturering og rengjøring
Utarbeidelsen av overflaten av den monokrystallinske silisium-ruskindet er å bruke den anisotrope korrosjonen av silisium til å danne millioner av firesidige pyramide strukturer på silisiumflaten av hver kvadratcentimeter. På grunn av multippel refleksjon og refraksjon av hendelseslys på overflaten øker lysets absorpsjon, og kortslutningsstrømmen og konverteringseffektiviteten til batteriet forbedres.
Silisiumanisotrope korrosjonsløsninger er vanligvis varme alkaliske løsninger. Tilgjengelige baser er natriumhydroksyd, kaliumhydroksyd, litiumhydroksyd og etylendiamin. De fleste bruker billig natriumhydroksydfortynnet løsning med en konsentrasjon på ca 1% for å fremstille suede silicium, og korrosjonstemperaturen er 70-85 ° C. For å oppnå jevn suede bør alkoholer som etanol og isopropanol tilsettes som kompleksdannende midler for å akselerere korrosjonen av silisium. Før klargjøring av ruskindet skal silisiumplaten undergå overflatekorrosjon, og ca. 20 ~ 25 mikrometer alkalisk eller sur korrosjonsvæske skal brukes for å fjerne den. Etter at ruskindet er korrodert, skal det utføres generell kjemisk rensing. Silisiumskivene som er tilberedt på overflaten, bør ikke lagres i vann i lang tid for å forhindre forurensning.
Trinn 3: Diffusjon
Et stort område av PN-krysset er nødvendig for å realisere konvertering av lysenergi til elektrisk energi. Spredningsovnen er et spesielt utstyr for produksjon av PN-krysset av solceller. Den rørformede diffusjonsovnen består hovedsakelig av fire deler: den øvre delen av kvartsbåt, eksosgasskammeret, ovnens kroppsdel og gasskabinettdelen. Vanligvis brukes væskekilden av fosforoksyklorid som diffusjonskilde. P-type silisiumplater er plassert i kvartsbeholderen av rørformet diffusjonsovn. Fosforoksyklorid settes inn i kvartsbeholderen ved nitrogen ved høy temperatur på 850-900 grader Celsius. Fosforoksyklorid reagerer med silisiumskiver for å oppnå fosforatomer. Etter en viss tidsperiode kommer fosforatomer til overflate laget av silisiumplater fra rundt og gjennomsyrer silisiumplater gjennom gapet mellom silikonatomer, som danner krysset mellom halvleder av typen n-type og p-type, nemlig PN kryss. PN-krysset produsert ved denne metoden har god uniformitet, ujevnheten til blokkmotstanden er mindre enn 10%, og minoritetslivet er større enn 10ms. Å lage PN-kryss er den mest grunnleggende og sentrale prosessen i solcelleproduksjon. Fordi det er dannelsen av PN-krysset, slik at elektronene og hullene i strømmen ikke kommer tilbake til originalen, så er dannelsen av en strøm, med en ledning for å lede ut strømmen, likestrømmen. Denne prosessen brukes i produksjon og produksjon av solcelleplater.
Trinn 4: Kantisolasjon og rengjøring
Ved hjelp av kjemisk korrosjon nedsettes silisiumplaterne i flussyreoppløsning for å danne en kjemisk reaksjon for å danne den oppløselige kompleksheksafluorsilic-syre for å fjerne et lag av fosfor-silisiumglass som er dannet på overflaten av silisiumplattene etter diffusjon. I diffusjonsprosessen reagerer POCL3 med O2 for å generere P2O5-avsetning på overflaten av silisiumskive. P2O5 reagerer med Si for å generere SiO2 og fosforatomer. På denne måten dannes et lag av SiO2-holdige fosforelementer på overflaten av silisiumskive, som kalles fosfosilikon glass.
Utstyret for fosfor silisiumglass er vanligvis sammensatt av legemet, rengjøringstanken, servo-drivsystemet, mekanisk arm, elektrisk styringssystem og automatisk syrefordelingssystem, etc. De viktigste strømkildene er flussyre, nitrogen, trykkluft, rent vann, varmeutslipp og avløpsvann. Flussyre kan oppløse silisiumdioksyd fordi flussyre reagerer med silika for å danne flyktig silisiumtetrafluoridgass. Hvis flussyre er overdreven, vil silisiumtetrafluoridet dannet ved reaksjonen reagere videre med flussyre for å danne en oppløselig kompleks heksafluorsilicinsyre.
På grunn av diffusjonsprosessen, selv om man bruker diffusjon bakover, vil alle overflater, inkludert kantene av silisiumplaten, uunngåelig bli diffundert med fosfor. De fotogenererte elektronene samlet fra forsiden av PN-krysset vil strømme til baksiden av PN-krysset langs kanten av fosforområdet, noe som forårsaker en kortslutning. Derfor må det dopede silisium rundt solcellen bli etset for å fjerne PN-krysset ved kanten av cellen.
Plasma-etsing brukes vanligvis til å fullføre denne prosessen. Plasma-etsing er en prosess der foreldremolekylet av reaktiv gass CF4 ioniserer og danner plasma under eksitering av RF-effekt ved lavt trykk. Plasma består av ladede elektroner og ioner, gassen i reaksjonskammeret under påvirkning av elektroner, i tillegg til å transformere til ioner, men kan også absorbere energi og danne et stort antall aktive grupper. Reaktive grupper når overflaten av SiO2 på grunn av diffusjon eller under påvirkning av elektrisk felt, hvor de har kjemiske reaksjoner med overflaten av det etsede materialet, og danner flyktige reaksjonsprodukter som unnslipper fra overflaten av det etsede materialet og ekstraheres fra hulrom ved vakuumsystemet.
Trinn 5: ARC (Anti-Reflective Coating) Deposisjon
Reflektiviteten av den polerte silisiumoverflaten av den belagte antirefleksfilmen er 35%. For å redusere overflaterefleksjonen og forbedre konverteringseffektiviteten til batteriet, må et lag av silikon nitrid-refleksjonsfilm deponeres. I dag brukes PECVD-utstyr ofte til å forberede antirefleksfilm i industriproduksjon. PECVD er plasmaforbedret kjemisk dampavsetning. Det er det tekniske prinsippet om lavtemperaturplasma brukes som energikilde, prøven på katodens lysutladning under lavt trykk, ved hjelp av glødutladningsvarmeprøven opp til en forutbestemt temperatur og deretter passere inn i reaksjonsgassen SiH4 og NH3, gass gjennom en serie kjemisk reaksjon og plasma, som danner en fast film i overflaten av prøven, er silisiumnitrid tynne filmer. Generelt er tynne filmer avsatt av denne plasmaforsterkede kjemiske dampavsetningsmetoden ca. 70 nm tykk. En film av denne tykkelsen er optisk funksjonell. Ved å bruke prinsippet om tynnfilmforstyrrelser, kan lysrefleksjonen reduseres kraftig, kortslutningsstrømmen og utgangen på batteriet kan økes kraftig, og effektiviteten kan også forbedres.
Trinn 6: Kontaktutskrift
Skjerm utskrift solceller har blitt gjort til PN krysset etter lint making, diffusjon og PECVD og andre prosesser, som kan generere elektrisk strøm under lys. For å eksportere den genererte strømmen, må positive og negative elektroder gjøres på overflaten av batteriet. Det er mange måter å lage elektroder på, og skjerm utskrift er den vanligste prosessen for å lage solcelleelektroder. Skjermutskrift BRUKER metoden for preging for å skrive ut den forhåndsbestemte grafikken på substratet.
Utstyret består av tre deler: sølvpastautskrift på baksiden av batteriet, utskrift av aluminiumpasta på baksiden av batteriet og sølvpastautskrift på forsiden av batteriet. Arbeidsprinsippet er: Bruk nettnettet gjennom størrelsen, med en skrape i størrelsen av trådnetet, for å påføre et visst trykk mens du beveger deg mot den andre enden av trådnettet. Blekket er klembart fra masken i den grafiske delen til underlaget når den beveger seg. På grunn av viskositeten av pasta, er imprintingen løst innenfor et bestemt område. Ved utskrift er skraperen alltid i lineær kontakt med skjermtrykksplaten og substratet, og kontaktlinjen beveger seg med skraperen for å fullføre utskriftsreisen.
Trinn 7: Sintring
Hurtig sintring etter skjerm utskrift av silisiumskiver, kan ikke brukes direkte, må sintres ved sintringsovnen, den organiske harpikslimsforbrenningen, de resterende nesten rene, på grunn av effekten av glass og nær sølvelektroden på silikonplater . Når sølvelektroden og krystallinsk silisium i temperaturen av den eutektiske temperatur, krystallinske silisiumatomer med viss andel i de smeltede sølvelektrodematerialer, formende og ohmisk kontaktelektrode, forbedrer celleåpningsspenningen og fyllfaktoren to nøkkelparametere, gjør dens motstandskarakteristikker, for å forbedre konverteringseffektiviteten til solcelle.
Sintrende ovn er delt inn i tre trinn: presintering, sintring og kjøling. Formålet med presintering-scenen er å dekomponere og brenne polymerbindemidlet i oppslemmingen. I sintringsstadiet er forskjellige fysiske og kjemiske reaksjoner fullført i sintringslegemet for å danne den resistive filmstrukturen og gjøre det virkelig motstandsdyktig. På dette stadiet når temperaturen toppen. I kjøle- og kjølingstrinnet, glasset avkjøles, herdes og størkner slik at den resistive filmstrukturen stikker fast til substratet.
Trinn 8: Testing og celle sortering
De nå klarmonterte solceller testes under simulerte sollysforhold og klassifiseres og sorteres etter deres effektivitet. Dette håndteres av en solcelletestingsenhet som automatisk tester og sorterer cellene. Fabrikkarbeidere trenger da bare å trekke ut cellene fra det respektive effektivitetsregisteret som maskinen sorterte cellene på.
Solcellen blir da i utgangspunktet et nytt råmateriale som deretter brukes i montering av sol-PV-moduler. Avhengig av produksjonsprosessens glatthet og den grunnleggende silisiumskivematerialekvaliteten, blir det endelige utfallet i form av en solcelle videre gradert i forskjellige solcellekvalitetsgrader.
Perifert utstyr og forhold
Perifert utstyr i produksjonsprosessen med batteri, strømforsyning, vannforsyning, drenering, hvac, vakuum, spesiell damp og andre perifere anlegg er nødvendig. Brannvern og miljøvernutstyr er også viktig for å sikre sikkerhet og bærekraftig utvikling.
En solcelle produksjonslinje med en årlig kapasitet på 50 MW, bare prosess og kraft utstyr strømforbruk er ca 1800KW. Mengden prosessrenset vann er ca. 15 tonn i timen, og vannkvaliteten er nødvendig for å tilfredsstille ew-1 tekniske standard for Kinas e-klasse vann GB / t11446.1-1997. Kjølevannforbruket av prosessen er ca. 15 tonn per time, partikkelstørrelsen i vannet bør ikke være over 10 mikron, og vanntemperaturen skal være 15-20 ℃. Vakuumutladning er ca. 300M3 / H. Det krever også ca. 20 kubikkmeter nitrogen og 10 kubikkmeter oksygen. Med tanke på sikkerhetsfaktorene for spesielle gasser som silan, er det nødvendig å sette opp et spesielt gassintervall for å sikre absolutt produksjonssikkerhet. I tillegg er silanforbrenningstårn og kloakkbehandlingsstasjon også nødvendige anlegg for celleproduksjon.
