Det finns åtta steg för att producera solceller från kiselplattor till den slutliga testningen av den färdiga solcellen.
Steg 1: Wafer check
Silikonplatta är bäraren av solcell. Kiselskivans kvalitet bestämmer direkt solcellernas omvandlingseffektivitet, så det är nödvändigt att testa inkommande kiselplatta. Denna process används huvudsakligen för online mätning av vissa tekniska parametrar av kiselplattor, såsom yta, minoritetslivstid, resistivitet, P / N-typ och microcrack etc. Utrustningen består av automatisk lastning och lossning, överföring av wafer, systemintegration och fyra detektionsmoduler.
Bland dem detekterar den fotovoltaiska kiselskivdetektorn kiselplattans ytjämnhet och detekterar samtidigt utseendeparametrarna såsom kiselplattans storlek och diagonala linje. Mikrobrytningsdetektionsmodulen används för att detektera de inre mikrokragen av kiselskivor. Dessutom finns det två detektering moduler, varav en är online testmodul testar huvudsakligen wafer resistivitet och wafertyp, och den andra modulen används för att testa minoritetslivet av kiselplattor. Innan detekteringen av minoritetslivstid och resistivitet ska detekteras diagonal- och mikrobrytningen hos kiselplattan och den skadade kiselplattan ska automatiskt avlägsnas. Wafer testutrustning kan automatiskt ladda och lossa wafen, och kan lägga de okvalificerade produkterna i fast position för att förbättra testnoggrannheten och effektiviteten.
Steg 2: Texturering och rengöring
Förberedelsen av ytan av den monokristallina kiselsockan är att använda den anisotropa korrosionen av kisel för att bilda miljontals fyrsidiga pyramidstrukturer på kiselytan av varje kvadratcentimeter. På grund av multipel reflektion och refraktion av infallande ljus på ytan, ökar ljusabsorptionen och batterikretsens kortslutning och omvandlingseffektivitet förbättras.
Kiselanisotropa korrosionslösningar är vanligtvis heta alkaliska lösningar. Tillgängliga baser är natriumhydroxid, kaliumhydroxid, litiumhydroxid och etylendiamin. De flesta använder billig natriumhydroxidutspädd lösning med en koncentration på ca 1% för att framställa mocka kisel och korrosionstemperaturen är 70-85 ° C. För att erhålla enhetlig mocka bör alkoholer såsom etanol och isopropanol tillsättas som komplexbildande medel för att påskynda korrosionen av kisel. Före framställning av mocka skall kiselplattan genomgå ytankorrosion och ca 20-25 mikron alkalisk eller sur korrosionsvätska skall användas för att avlägsna den. När mocka är korroderad ska allmän kemisk rengöring genomföras. Kiselskivorna som är beredda på ytan bör inte lagras i vatten under lång tid för att förhindra kontaminering.
Steg 3: Diffusion
Ett stort område med PN-korsning behövs för att förverkliga omvandlingen av ljusenergi till elektrisk energi. Spridningsugnen är en speciell utrustning för tillverkning av PN-förbindning av solceller. Den rörformiga diffusionsugnen består huvudsakligen av fyra delar: kvartsbåtens övre del, avgasgaskammaren, ugnsdelen och gasskåpet. I allmänhet används den flytande källan av fosforoxiklorid som diffusionskälla. P-typ kiselplattor placeras i kvartsbehållaren i rörformig diffusionsugn. Fosforoxiklorid sätts i kvartsbehållaren med kväve vid hög temperatur på 850-900 grader Celsius. Fosforoxiklorid reagerar med kiselplattor för att erhålla fosforatomer. Efter en viss tidsperiod kommer fosforatomer in i ytskiktet av kiselskivor från alla håll och genomtränger in i kiselskivorna genom klyftan mellan kiselatomer, som bildar korsningen av halvledare av typen n-typ och p-typ, nämligen PN korsning. PN-korsningen som produceras med denna metod har god likformighet, ojämnheten hos blockmotståndet är mindre än 10% och minoritetslivstiden är större än 10 ms. Att göra PN-korsning är den mest grundläggande och nyckelprocessen i solcellsproduktionen. Eftersom det är bildandet av PN-korsningen, så att elektronerna och hålen i flödet inte kommer tillbaka till originalet, så är bildandet av en ström, med en ledning för att leda ut strömmen, likströmmen. Denna process används vid tillverkning och tillverkning av solcellskivor.
Steg 4: Kantisolering och rengöring
Med hjälp av kemisk korrosion nedsänks kiselskivorna i fluorvätesyralösning för att alstra en kemisk reaktion för att bilda den lösliga komplexa hexafluorsilicinsyran för att avlägsna ett skikt av fosforkiselglas bildat på ytan av kiselskivorna efter diffusion. I diffusionsprocessen reagerar POCL3 med O2 för att generera P2O5-avsättning på ytan av kiselplatta. P2O5 reagerar med Si för att alstra SiO2 och fosforatomer. På så sätt bildas ett skikt av SiO2-innehållande fosforelement på ytan av kiselskivor, som kallas fosfosilikonglas.
Utrustningen för fosforkiselglas består i allmänhet av kroppen, rengöringstanken, servodrivsystemet, mekanisk arm, det elektriska styrsystemet och det automatiska syrafördelningssystemet etc. De viktigaste kraftkällorna är flussyra, kväve, tryckluft, rent vatten, värmeutlopp och avloppsvatten. Fluorsyra kan lösa upp kiseldioxid eftersom flussyra reagerar med kiseldioxid för att bilda flyktig kiseltetrafluoridgas. Om fluorvätesyra är överdriven reagerar kiseltetrafluoriden som bildas genom reaktionen vidare med fluorvätesyra för att bilda en löslig komplex hexafluorosilic-syra.
På grund av diffusionsprocessen, även om man använder back-to-back diffusion, kommer alla ytor, inklusive kanter av kiselplattor, oundvikligen att diffunderas med fosfor. De fotogenererade elektronerna som samlas in från fronten av PN-korsningen kommer att strömma till baksidan av PN-korsningen längs kanten av fosforområdet, vilket medför kortslutning. Därför måste det dopade kislet runt solcellen etsas för att avlägsna PN-korsningen vid cellens kant.
Plasma-etsning används vanligtvis för att slutföra denna process. Plasma-etsning är en process i vilken modermolekylen av reaktiv gas CF4 joniserar och bildar plasma under excitation av RF-effekt vid lågt tryck. Plasma består av laddade elektroner och joner, gasen i reaktionskammaren under inverkan av elektroner, förutom att omvandlas till joner men också kan absorbera energi och bilda ett stort antal aktiva grupper. Reaktiva grupper når ytan av SiO2 på grund av diffusion eller under verkan av det elektriska fältet, där de har kemiska reaktioner med ytan av det etsade materialet och bildar flyktiga reaktionsprodukter som flyter från ytan av det etsade materialet och extraheras från hålrum genom vakuumsystemet.
Steg 5: Deponering av ARC (Anti-Reflective Coating)
Reflektiviteten hos den polerade kiselytan av den pläterade reflektionsfilmen är 35%. För att minska ytreflektionen och förbättra konverteringseffektiviteten hos batteriet måste ett lag av kiselnitrid-reflektionsfilm deponeras. Numera används PECVD-utrustning ofta för att förbereda antirefleksfilm i industriell produktion. PECVD är plasmaförstärkt kemisk ångavsättning. Det är den tekniska principen för lågtemperaturplasma används som energikälla, provet på katodglödutmatningen under lågt tryck, med användning av strålningsuppvärmningsproverna upp till en förutbestämd temperatur och passerar sedan in i reaktionsgasen SiH4 och NH3, gas genom en serie kemisk reaktion och plasma, bildande en fast film i ytan av provet är kiselnitrid-tunna filmer. I allmänhet är tunna filmer avsatta av denna plasmaförstärkta kemiska ångavsättningsmetod cirka 70 nm tjocka. En film av denna tjocklek är optiskt funktionell. Med hjälp av principen om tunnfilmstörning kan ljusreflektionen minskas kraftigt, kortslutningens ström och utgång kan ökas kraftigt, och effektiviteten kan också förbättras.
Steg 6: Kontaktutskrift
Solceller för skärmtryck har gjorts till PN-korsning efter luddtillverkning, diffusion och PECVD och andra processer som kan generera elektrisk ström under ljus. För att kunna exportera den genererade strömmen måste positiva och negativa elektroder tillverkas på batteriets yta. Det finns många sätt att göra elektroder, och skärmtryck är den vanligaste processen för att göra solcellselektroder. Skärmutskrift ANVÄNDER metoden för prägling för att skriva ut den förutbestämda grafiken på substratet.
Utrustningen består av tre delar: silverpastautskrift på baksidan av batteriet, aluminiumpastautskrift på baksidan av batteriet och silverpastautskrift på framsidan av batteriet. Dess arbetsprincip är: Använd nätnätet genom storleken, med en skrapa i trådnätets storlek för att applicera ett visst tryck medan du rör dig mot den andra änden av trådnätet. Bläcket är klibbar från nätet i den grafiska sektionen till substratet när det rör sig. På grund av pastaens viskositet är präglingen fixerad inom ett visst område. Vid utskrift är skrapan alltid i linjär kontakt med skärmtrycksplattan och substratet, och kontaktlinjen rör sig med skrapan för att slutföra utskriftsresan.
Steg 7: Sintra
Snabb sintring efter skärmtryckning av kiselskivor, kan inte användas direkt, måste sintras genom sintringsugn, förbränning av organiskt harts, de återstående är nästan rena, på grund av effekten av glas och nära silverelektroden på kiselskivorna . När silverelektroden och kristallin kisel i temperaturen hos den eutektiska temperaturen förbättrar kristallina kiselatomer med viss andel i de smälta silverelektrodmaterialen, bildande och ohmisk kontaktelektrod, cellens öppna kretsspänning och fyllfaktor två nyckelparametrar, gör dess resistansegenskaper, för att förbättra solcellens omvandlingseffektivitet.
Sintraugnen är uppdelad i tre steg: presintering, sintring och kylning. Syftet med presintering-scenen är att sönderdela och bränna polymerbindemedlet i uppslamningen. I sintringssteget kompletteras olika fysikaliska och kemiska reaktioner i sinterkroppen för att bilda resistivfilmstrukturen och göra det verkligen att ha resistiva egenskaper. Vid detta tillfälle når temperaturen toppen. I kylnings- och kylningssteget kyler glaset, stelnar och stelnar så att den resistiva filmstrukturen stannar fast vid substratet.
Steg 8: Testning och cellsortering
De nu färdigmonterade solcellerna testas under simulerade solljusförhållanden och klassificeras sedan och sorteras enligt deras effektivitet. Detta hanteras av en solcellstestningsenhet som automatiskt testar och sorterar cellerna. Fabriksarbetarna behöver då bara dra tillbaka cellerna från respektive effektivitetsförråd till vilket maskinen sorterade cellerna.
Solcellen blir då i grunden ett nytt råmaterial som sedan används vid montering av sol-PV-moduler. Beroende på produktionsprocessens jämnhet och den grundläggande kiselskivans materialkvalitet, blir det slutliga resultatet i form av en solcell vidare graderad i olika solcellskvalitetskvaliteter.
Perifer utrustning och förhållanden
Peripheral utrustning i produktionsprocessen av batteri, strömförsörjning, vattenförsörjning, dränering, hvac, vakuum, speciell ånga och andra kringutrustning behövs. Brandskydd och miljöskydd är också viktiga för att säkerställa säkerhet och hållbar utveckling.
En solcellsproduktionslinje med en årlig kapacitet på 50 MW, endast process och kraftutrustningen är cirka 1800 kW. Mängden process rent vatten är cirka 15 ton per timme och vattenkvaliteten är nödvändig för att uppfylla ew-1 tekniska standarden för Kinas e-grade vatten GB / t11446.1-1997. Kylvattnet förbrukningen av processen är ca 15 ton per timme, partikelstorleken i vattnet ska inte vara mer än 10 mikron och vattentillförselstemperaturen ska vara 15-20 ° C. Vakuumurladdning är ca 300 M3 / H. Det kräver också cirka 20 kubikmeter kväve och 10 kubikmeter syre. Med tanke på säkerhetsfaktorerna för speciella gaser som silan är det nödvändigt att inrätta ett speciellt gasintervall för att säkerställa den absoluta produktionssäkerheten. Dessutom är silanförbränningstorn och avloppsreningsverk också nödvändiga anläggningar för cellproduktion.
