Соларни ќелии

Соларните ќелии се поделени на кристален силициум и аморфен силициум, меѓу кои кристалните силиконски ќелии можат дополнително да се поделат на монокристални ќелии и поликристални ќелии;ефикасноста на монокристалниот силициум е различна од онаа на кристалниот силициум.

Класификација:

Најчесто користените соларни кристални силиконски ќелии во Кина може да се поделат на:

Еднокристал 125*125

Еднокристал 156*156

Поликристален 156*156

Еднокристал 150*150

Еднокристал 103*103

Поликристален 125*125

Производствен процес:

Процесот на производство на соларни ќелии е поделен на инспекција на силиконски нафора – текстура на површината и мариноване – дифузно спојување – дефосфоризирање силиконско стакло – плазма офорт и мариноване – премачкување против рефлексија – печатење на екран – Брзо синтерување итн. Деталите се следни:

1. Инспекција на силиконски нафора

Силиконските обланди се носители на соларни ќелии, а квалитетот на силиконските наполитанки директно ја одредува ефикасноста на конверзија на соларните ќелии.Затоа, неопходно е да се прегледаат влезните силиконски наполитанки.Овој процес главно се користи за онлајн мерење на некои технички параметри на силиконските наполитанки, овие параметри главно вклучуваат нерамномерност на површината на обланда, животен век на малцинскиот носач, отпорност, P/N тип и микропукнатини, итн. Оваа група на опрема е поделена на автоматско полнење и растоварување , пренос на силиконски нафора, дел за системска интеграција и четири модули за откривање.Меѓу нив, фотоволтаичниот силиконски детектор на нафора ја детектира нерамномерноста на површината на силиконската обланда, а истовремено ги детектира и параметрите на изгледот како што се големината и дијагоналата на силиконската обланда;модулот за откривање микро пукнатини се користи за откривање на внатрешните микро пукнатини на силиконската обланда;Покрај тоа, постојат два модули за откривање, еден од модулите за онлајн тест главно се користи за тестирање на масовната отпорност на силиконските наполитанки и типот на силиконските наполитанки, а другиот модул се користи за откривање на животниот век на малцинските носители на силиконските наполитанки.Пред откривање на животниот век и отпорноста на малцинскиот носач, неопходно е да се детектираат дијагоналата и микропукнатините на силиконската обланда и автоматски да се отстрани оштетената силиконска обланда.Опремата за инспекција на силиконски нафора може автоматски да вчита и растоварува наполитанки и може да постави неквалификувани производи во фиксна положба, а со тоа да ја подобри точноста и ефикасноста на инспекцијата.

2. Површинска текстура

Подготовката на монокристална силициумска текстура е да се искористи анизотропното гравирање на силициумот за да се формираат милиони тетраедрални пирамиди, односно пирамидални структури, на површината на секој квадратен сантиметар силикон.Поради повеќекратното рефлексија и прекршување на упадната светлина на површината, апсорпцијата на светлината е зголемена, а струјата на куса врска и ефикасноста на конверзија на батеријата се подобрени.Анизотропниот раствор за офорт на силициум обично е топол алкален раствор.Достапните алкали се натриум хидроксид, калиум хидроксид, литиум хидроксид и етилендиамин.Поголемиот дел од силиконот од велур се подготвува со користење на ефтин разреден раствор на натриум хидроксид со концентрација од околу 1%, а температурата на офорт е 70-85 °C.За да се добие униформа велур, во растворот треба да се додадат и алкохоли како етанол и изопропанол како комплекси за да се забрза корозијата на силициумот.Пред да се подготви велурот, силиконската обланда мора да биде подложена на прелиминарно површинско офортување, а околу 20-25 μm се гравирани со алкален или кисел раствор за офорт.Откако ќе се гравира велурот, се врши општо хемиско чистење.Површински подготвените силиконски наполитанки не треба да се чуваат во вода долго време за да се спречи контаминација и треба да се дифузираат што е можно поскоро.

3. Дифузен јазол

На соларните ќелии им треба PN спој на голема површина за да се реализира конверзија на светлосната енергија во електрична енергија, а дифузната печка е специјална опрема за производство на PN спој на соларни ќелии.Цевчестата дифузна печка главно се состои од четири дела: горните и долните делови на кварцниот чамец, комората за издувни гасови, делот од телото на печката и делот на кабинетот за гас.Дифузијата генерално користи течен извор на фосфор оксихлорид како извор на дифузија.Ставете ја силиконската обланда од типот P во кварцниот сад на тубуларната дифузна печка и користете азот за да внесете фосфор оксихлорид во кварцниот сад на висока температура од 850-900 степени Целзиусови.Фосфор оксихлоридот реагира со силиконската обланда за да се добие фосфор.атом.По одреден временски период, атомите на фосфор влегуваат во површинскиот слој на силиконската обланда одоколу и продираат и дифузираат во силиконската обланда низ празнините помеѓу атомите на силиконот, формирајќи ја интерфејсот помеѓу полупроводникот од N-тип и P- тип полупроводник, односно PN спој.PN спојот произведен со овој метод има добра униформност, нерамномерноста на отпорот на листот е помала од 10%, а животниот век на малцинскиот носач може да биде поголем од 10ms.Изработката на PN спој е најосновниот и најкритичен процес во производството на соларни ќелии.Бидејќи тоа е формирање на PN спој, електроните и дупките не се враќаат на првобитните места по протекувањето, така што се формира струја, а струјата се извлекува со жица, која е директна струја.

4. Дефосфорилирачко силикатно стакло

Овој процес се користи во процесот на производство на соларни ќелии.Со хемиско офорт, силициумската обланда се потопува во раствор на флуороводородна киселина за да се произведе хемиска реакција за да се генерира растворливо сложено соединение хексафлуоросилициумска киселина за да се отстрани системот за дифузија.На површината на силиконската обланда по спојувањето се формира слој од фосфосиликатно стакло.За време на процесот на дифузија, POCL3 реагира со O2 за да формира P2O5 кој се депонира на површината на силиконската обланда.P2O5 реагира со Si за да генерира атоми на SiO2 и фосфор.Опремата за отстранување на фосфорно силикатно стакло генерално се состои од главното тело, резервоарот за чистење, серво-погон систем, механичка рака, електричен систем за контрола и автоматски систем за дистрибуција на киселина.Главните извори на енергија се флуороводородна киселина, азот, компримиран воздух, чиста вода, топлински издувен ветер и отпадна вода.Флуороводородна киселина раствора силициум диоксид бидејќи флуороводородната киселина реагира со силициум диоксид за да генерира испарлив гас силикон тетрафлуорид.Ако флуороводородната киселина е прекумерна, силициум тетрафлуорид произведен од реакцијата дополнително ќе реагира со флуороводородна киселина за да формира растворлив комплекс, хексафлуоросилициумска киселина.

5. Плазма офорт

Бидејќи за време на процесот на дифузија, дури и ако се усвои дифузија наназад, фосфорот неизбежно ќе биде дифузен на сите површини, вклучувајќи ги и рабовите на силиконската обланда.Фотогенерираните електрони собрани на предната страна на PN спојот ќе течат по рабната област каде што фосфорот се дифузира до задната страна на PN спојот, предизвикувајќи краток спој.Затоа, допираниот силикон околу соларната ќелија мора да се гравира за да се отстрани PN спојот на работ на ќелијата.Овој процес обично се прави со помош на техники на плазма офорт.Плазма офорт е во состојба со низок притисок, матичните молекули на реактивниот гас CF4 се возбудени од радиофреквентната моќност за да генерираат јонизација и да формираат плазма.Плазмата е составена од наелектризирани електрони и јони.Под влијание на електроните, гасот во комората за реакција може да апсорбира енергија и да формира голем број активни групи покрај тоа што ќе се претвори во јони.Активните реактивни групи стигнуваат до површината на SiO2 поради дифузија или под дејство на електрично поле, каде што хемиски реагираат со површината на материјалот што треба да се гравира и формираат испарливи реакциски производи кои се одвојуваат од површината на материјалот што треба да се гравира. гравирани и се испумпуваат од шуплината со помош на вакуумскиот систем.

6. Слој против рефлексија

Рефлексивноста на полираната силиконска површина е 35%.За да се намали рефлексијата на површината и да се подобри ефикасноста на конверзија на ќелијата, неопходно е да се депонира слој од силициум нитрид против рефлексија.Во индустриското производство, опремата PECVD често се користи за подготовка на филмови против рефлексија.PECVD е хемиско таложење на пареа засилено со плазма.Неговиот технички принцип е да се користи плазма со ниска температура како извор на енергија, примерокот се става на катодата на празнењето на сјајот под низок притисок, празнењето на сјајот се користи за загревање на примерокот до однапред одредена температура, а потоа соодветна количина на се внесуваат реактивни гасови SiH4 и NH3.По серија хемиски реакции и плазма реакции, на површината на примерокот се формира филм со цврста состојба, односно филм од силициум нитрид.Општо земено, дебелината на филмот депониран со овој метод на хемиско таложење на пареа подобрена со плазма е околу 70 nm.Филмовите со оваа дебелина имаат оптичка функционалност.Користејќи го принципот на пречки на тенок филм, рефлексијата на светлината може значително да се намали, струјата на куса врска и излезот на батеријата се значително зголемени, а ефикасноста е исто така значително подобрена.

7. печатење на екран

Откако соларната ќелија ќе помине низ процесите на текстура, дифузија и PECVD, се формира PN спој, кој може да генерира струја под осветлување.За да се извезе генерираната струја, потребно е да се направат позитивни и негативни електроди на површината на батеријата.Постојат многу начини за правење електроди, а печатењето на екран е најчестиот производствен процес за правење електроди на соларни ќелии.Печатењето на сито е да се испечати однапред одредена шема на подлогата со помош на втиснување.Опремата се состои од три дела: печатење со сребрено-алуминиумска паста на задната страна на батеријата, печатење со алуминиумска паста на задната страна на батеријата и печатење со сребрена паста на предната страна на батеријата.Нејзиниот принцип на работа е: користете ја мрежата на шаблонот на екранот за да навлезете во кашеста маса, нанесете одреден притисок врз кашеста маса од екранот со стругалка и истовремено движете се кон другиот крај на екранот.Мастилото се стиска од мрежата на графичкиот дел на подлогата од страна на гуменот додека се движи.Поради вискозниот ефект на пастата, отпечатокот се фиксира во одреден опсег, а гуменот е секогаш во линеарен контакт со плочата за печатење на екран и подлогата за време на печатењето, а линијата за контакт се движи со движењето на гумата за да се заврши ударот на печатење.

8. брзо синтерување

Силиконската обланда испечатена на екран не може директно да се користи.Треба брзо да се синтерува во печка за синтерување за да се изгори органската смола врзивно средство, оставајќи речиси чисти сребрени електроди кои се тесно прилепени за силиконската обланда поради дејството на стаклото.Кога температурата на сребрената електрода и кристалниот силициум ќе ја достигне евтектичката температура, атомите на кристалниот силикон се интегрираат во материјалот на стопената сребрена електрода во одредена пропорција, со што се формира омскиот контакт на горната и долната електрода и се подобрува отвореното коло. напон и фактор на полнење на ќелијата.Клучниот параметар е да се направи да има карактеристики на отпор за да се подобри ефикасноста на конверзија на ќелијата.

Печката за синтерување е поделена на три фази: претходно синтерување, синтерување и ладење.Целта на фазата пред синтерување е да се разложи и изгори полимерното врзивно средство во кашеста маса, а температурата во оваа фаза полека се зголемува;во фазата на синтерување, различни физички и хемиски реакции се завршуваат во синтеруваното тело за да се формира отпорна филмска структура, што го прави вистински отпорен., температурата достигнува врв во оваа фаза;во фазата на ладење и ладење, стаклото се лади, стврднува и зацврстува, така што структурата на резистивниот филм е фиксно залепена на подлогата.

9. Периферни уреди

Во процесот на производство на ќелии, потребни се и периферни објекти како што се напојување, струја, водоснабдување, одводнување, HVAC, вакуум и специјална пареа.Опремата за заштита од пожар и заштита на животната средина се исто така особено важни за да се обезбеди безбедност и одржлив развој.За производствена линија за соларни ќелии со годишно производство од 50 MW, потрошувачката на енергија само на процесот и на енергетската опрема е околу 1800 KW.Количината на процесна чиста вода е околу 15 тони на час, а барањата за квалитет на водата ги задоволуваат техничкиот стандард EW-1 на кинеската електронска вода GB/T11446.1-1997.Количината на процесната вода за ладење е исто така околу 15 тони на час, големината на честичките во квалитетот на водата не треба да биде поголема од 10 микрони, а температурата на водоснабдувањето треба да биде 15-20 °C.Волуменот на вакуумските издувни гасови е околу 300M3/H.Истовремено, потребни се и околу 20 кубни метри резервоари за складирање на азот и 10 кубни метри резервоари за складирање кислород.Земајќи ги предвид безбедносните фактори на специјалните гасови како што е силинот, исто така е неопходно да се постави посебна просторија за гас за апсолутно да се обезбеди безбедност на производството.Покрај тоа, кулите за согорување на силилан и станиците за третман на отпадни води се исто така неопходни објекти за производство на ќелии.