Hi ha vuit passos per produir cèl·lules solars a partir de oblies de silici a les proves finals de la cèl·lula solar preparada.
Pas 1: comprovació de la galeta
La oblia de silici és el portador de la cèl·lula solar. La qualitat de la wafer de silici determina directament l'eficiència de conversió de la cèl·lula solar, per la qual cosa és necessari provar la galeta de silici entrant. Aquest procés s’utilitza principalment per a la mesura en línia d’alguns paràmetres tècnics de oblies de silici, com ara la rugositat de la superfície, la vida de la minoria, la resistivitat, el tipus P / N i el microcrèdit, etc. L'equip es compon de càrrega i descàrrega automàtica, transmissió de galetes, integració de sistemes i quatre mòduls de detecció.
Entre ells, el detector de galetes de silici fotovoltaic detecta la rugositat de la superfície de silici, i al mateix temps detecta paràmetres d'aparença, com ara la mida i la línia diagonal de la oblia de silici. El mòdul de detecció de microcrocs s'utilitza per detectar les microfissures internes de la galeta de silici. A més, hi ha dos mòduls de detecció, un dels quals és el mòdul de proves en línia principalment per a provar la resistivitat de les oblies i el tipus de wafer, i l'altre mòdul s'utilitza per provar la vida minoritària de la pastilla de silici. Abans de detectar la vida i la resistivitat de les minories, s'haurien de detectar la diagonal i la microcrista de la galeta de silici i eliminar la galeta de silici danyada. L’equip d’assaig de wafer pot carregar i descarregar automàticament la galeta i pot posar els productes no qualificats en posició fixa per tal de millorar la precisió i l’eficiència de les proves.
Pas 2: Texturatge i neteja
La preparació de la superfície de camussa de silici monocristal·lí consisteix a utilitzar la corrosió anisotròpica del silici per formar milions d’estructures piramidals de quatre cares a la superfície de silici de cada centímetre quadrat. A causa de la reflexió múltiple i la refracció de la llum incident a la superfície, s'incrementa l'absorció de la llum i es millora la corrent de curtcircuit i l'eficiència de conversió de la bateria.
Les solucions de corrosió anisòtrop de silici solen ser solucions alcalines calentes. Les bases disponibles són: hidròxid de sodi, hidròxid de potassi, hidròxid de liti i etilendiamina. La majoria d’ells utilitza una solució barata d’hidròxid de sodi diluïda amb una concentració d’1% aproximadament per preparar silici de camussa, i la temperatura de corrosió és de 70-85 ℃. Per obtenir una pell antiga uniforme, s’han d'afegir alcohols com l’etanol i l’isopropanol com a agents complexants per accelerar la corrosió del silici. Abans de la preparació de la camussa, la oblia de silici es sotmetrà a la corrosió superficial inicial i es farà servir aproximadament de 20 ~ 25 micres de líquid alcalinitzat o corrosiu àcid per eliminar-lo. Un cop corroïda la pell, cal dur a terme la neteja general de productes químics. Les oblies de silici preparades a la superfície no s'han d’emmagatzemar a l’aigua durant molt de temps per evitar la contaminació.
Pas 3: Difusió
Es necessita una àrea gran de la unió PN per realitzar la conversió d’energia lumínica en energia elèctrica. El forn de difusió és un equip especial per a la fabricació de la unió PN de cèl·lules solars. El forn de difusió tubular es compon principalment de quatre parts: la part superior del vaixell de quars, la cambra de gasos d'escapament, la part del cos del forn i la part del gabinet de gas. Com a font de difusió s’utilitza generalment la font líquida d’oxiclorur de fòsfor. Les obleas de silici de tipus P es col·loquen al recipient de quars del forn de difusió tubular. L’oxiclorur de fòsfor es posa al recipient de quars per nitrogen a una temperatura elevada de 850 a 900 graus centígrads. L’oxiclorur de fòsfor reacciona amb oblies de silici per obtenir àtoms de fòsfor. Després d’un cert període de temps, els àtoms de fòsfor entren en la capa superficial de oblies de silici de tot arreu i penetren a les oblies de silici a través de la bretxa entre àtoms de silici, formant la unió de semiconductors de tipus n i semiconductors de tipus p, és a dir, el PN cruïlla. La unió PN produïda per aquest mètode té una bona uniformitat, la irregularitat de la resistència del bloc és inferior al 10%, i la vida útil de les minories és superior a 10 ms. Fer unió PN és el procés més bàsic i clau en la producció de cèl·lules solars. Perquè és la formació de la unió PN, de manera que els electrons i els forats del flux no tornaran a l'original, de manera que la formació d'un corrent, utilitzant un cable per conduir el corrent, és el corrent continu. Aquest procés s’utilitza en la producció i fabricació de oblies de cèl·lules solars.
Pas 4: Aïllament i neteja de la vora
Mitjançant la corrosió química, les oblies de silici es troben immerses en una solució d’àcid fluorhídric per generar una reacció química per formar l’àcid complex hexafluorosilicic soluble, per tal d’extreure una capa de vidre de silici de fòsfor a la superfície de les oblies de silici després de la difusió. En el procés de difusió, POCL3 reacciona amb O2 per generar deposició de P2O5 a la superfície de la oblia de silici. P2O5 reacciona amb Si per generar àtoms de SiO2 i fòsfor. D'aquesta manera, es forma una capa d'elements de SiO2 que conté fòsfor a la superfície de la oblia de silici, que s'anomena vidre de fosfosilici.
L’equipament per al vidre de silici de fòsfor es compon generalment del cos, del tanc de neteja, del sistema de transmissió servo, del braç mecànic, del sistema de control elèctric i del sistema de distribució automàtica d’àcids, etc. Les fonts principals d’alimentació són l’àcid fluorhídric, el nitrogen, l’aire comprimit, l’aigua pura, escalfament d’escapament i aigües residuals. L'àcid fluorhídric pot dissoldre la sílice perquè l'àcid fluorhídric reacciona amb la sílice per formar gasos tetrafluorurats de silici volàtils. Si l'àcid fluorhídric és excessiu, el tetrafluorur de silici format per la reacció reaccionarà amb l'àcid fluorhídric per formar un àcid hexafluorosilicic complex soluble.
A causa del procés de difusió, fins i tot si s'utilitza una difusió de nou a la part posterior, totes les superfícies incloses les vores de la oblia de silici es difondran inevitablement amb fòsfor. Els electrons fotogenerats recollits des de la part frontal de la unió PN fluiran a la part posterior de la unió PN al llarg de la vora de la zona de fòsfor, provocant un curtcircuit. Per tant, el silici dopat al voltant de la cèl·lula solar ha de ser gravat per eliminar la unió PN a la vora de la cèl·lula.
Per completar aquest procés s'utilitza generalment el gravat de plasma. El gravat amb plasma és un procés en el qual la molècula pare del gas reactiu CF4 ionitza i forma plasma sota l'excitació de la potència rf a baixa pressió. El plasma es compon d’electrons i ions carregats, el gas a la cambra de reacció sota l’impacte dels electrons, a més de transformar-se en ions, però també pot absorbir energia i formar un gran nombre de grups actius. Els grups reactius arriben a la superfície de SiO2 a causa de la difusió o sota l'acció del camp elèctric, on tenen reaccions químiques amb la superfície del material gravat i formen productes de reacció volàtil que s'escapen de la superfície del material gravat i s'extreuen de la cavitat pel sistema de buit.
Pas 5: Deposició d’ARC (recobriment anti-reflexiu)
La reflectivitat de la superfície de silici polit de la pel·lícula antirreflexió xapada és del 35%. Per tal de reduir la reflexió de la superfície i millorar l’eficiència de conversió de la bateria, cal dipositar una capa de pel·lícula antirreflexió de nitrur de silici. Avui en dia, l'equip PECVD s'utilitza sovint per preparar pel·lícules antireflectants en la producció industrial. El PECVD és una deposició de vapors químics millorada per plasma. És el principi tècnic de plasma de baixa temperatura que s’utilitza com a font d’energia, la mostra a la descàrrega de càtode sota pressió baixa, utilitzant les mostres d’escalfament de descàrrega brillant fins a una temperatura predeterminada, i després passen al gas de reacció SiH4 i NH3, el gas a través d’una sèrie de reaccions químiques i de plasma, formant una pel·lícula sòlida a la superfície de la mostra són pel·lícules primes de nitrur de silici. En general, les pel·lícules primes dipositades per aquest mètode de deposició de vapor de substàncies químiques millorades per plasma tenen uns 70 nm de gruix. Una pel·lícula d'aquest gruix és òpticament funcional. Utilitzant el principi d’interferència de pel·lícula prima, la reflexió de la llum es pot reduir considerablement, el corrent de curtcircuit i la sortida de la bateria poden augmentar considerablement i l’eficiència també es pot millorar.
Pas 6: contacte amb la impressió
Les cèl·lules solars de serigrafia s'han convertit en unió PN després de la fabricació, difusió i PECVD i altres processos, que poden generar corrent elèctric sota llum. Per tal d’exportar el corrent generat, s’ha de fer electrodes positius i negatius a la superfície de la bateria. Hi ha moltes maneres de fer elèctrodes i la serigrafia és el procés més habitual per fer elèctrodes de cèl·lules solars. Serigrafia UTILITZA el mètode de gravat per imprimir els gràfics predeterminats al substrat.
L'equip consta de tres parts: impressió de pasta de plata a la part posterior de la bateria, impressió de pasta d'alumini a la part posterior de la bateria i impressió de pasta de plata a la part frontal de la bateria. El seu principi de treball és: utilitzar la malla de malla de malla a través de la mida, amb un rascador de la mida de la malla de filferro per aplicar una certa pressió, mentre es mou cap a l'altre extrem de la malla de filferro. La tinta es pot prémer des de la malla de la secció gràfica fins al substrat a mesura que es mou. A causa de la viscositat de la pasta, la impressió es fixa dins d’un determinat rang. En la impressió, el rascador està sempre en contacte lineal amb la placa i el substrat d'impressió de pantalla, i la línia de contacte es mou amb el rascador per completar el viatge d'impressió.
Pas 7: Sinterització
La sinterització ràpida després de la impressió de pantalla de neules de silici, no es pot utilitzar directament, cal sinteritzar mitjançant forn de sinterització, la combustió adhesiva de resina orgànica, la resta gairebé pura, a causa de l'efecte del vidre i prop de l'elèctrode de plata a les oblies de silici. . Quan l’elèctrode de plata i el silici cristal·lí a la temperatura de la temperatura eutèctica, els àtoms de silici cristal·lí amb certa proporció en els materials d’elèctrode de plata fos, l’elèctrode de contacte ohmic i la formació, milloren la tensió del circuit obert de la cèl·lula i el factor d’ompliment de dos paràmetres clau. per tal de millorar l’eficiència de conversió de la cèl·lula solar.
El forn de sinterització es divideix en tres etapes: presinterat, sinteritzat i refrigeració. L’objectiu de l’escenari de presinteració és descompondre's i cremar el lligant polímer a la pasta. En l'etapa de sinterització, es completen diverses reaccions físiques i químiques al cos de sinteritzat per formar l'estructura de la pel·lícula resistiva i fer que tingui realment les característiques resistives. En aquesta etapa, la temperatura arriba al màxim. En la fase de refredament i refrigeració, el vidre es refreda, s'endureix i solidifica de manera que l'estructura de la pel·lícula resistiva es fixa fixament al substrat.
Pas 8: proves i ordre de cel·les
Les cèl·lules solars ara preparades per provar-les es fan proves sota condicions de llum solar simulades i després es classifiquen i es classifiquen segons les seves eficiències. Es tracta d’un dispositiu d’assaig de cèl·lules solars que provi i ordena automàticament les cèl·lules. Els treballadors de la fàbrica només han de retirar les cel·les del respectiu dipòsit d’eficiència al qual la màquina va assortir les cel·les.
Aleshores, bàsicament, la cèl·lula solar es converteix en una nova matèria primera que s’utilitza en el muntatge de mòduls fotovoltaics. Depenent de la suavitat del procés de producció i de la qualitat bàsica del material de wafer de silici, el resultat final en forma de cèl·lula solar es qualifica posteriorment en diferents graus de qualitat de les cèl·lules solars.
Equips i condicions perifèriques
Es necessiten equips perifèrics en el procés de producció de bateria, subministrament d’energia, subministrament d’aigua, drenatge, hvac, buit, vapor especial i altres instal·lacions perifèriques. La protecció contra incendis i els equips de protecció del medi ambient també són importants per garantir la seguretat i el desenvolupament sostenible.
Una línia de producció de cèl·lules solars amb una capacitat anual de 50 MW, només el consum d'energia dels processos i equips elèctrics és d'aproximadament 1800 KW. La quantitat d’aigua pura de procés és d’uns 15 tones per hora, i la qualitat de l’aigua és necessària per complir la norma tècnica ew-1 de l’aigua de qualitat electrònica de la Xina GB / t11446.1-1997. El consum d’aigua de refrigeració del procés és d’uns 15 tones per hora, la mida de les partícules a l’aigua no hauria de ser superior a 10 micres i la temperatura d’aigua hauria de ser de 15-20. La descàrrega al buit és d’uns 300M3 / H. També requereix uns 20 metres cúbics de nitrogen i 10 metres cúbics d'oxigen. Tenint en compte els factors de seguretat dels gasos especials com el silà, cal configurar un interval de gasos especial per garantir la seguretat de producció absoluta. A més, la torre de combustió silana i l'estació de tractament d'aigües residuals també són instal·lacions necessàries per a la producció de cèl·lules.
