Ηλιακά κύτταρα

Τα ηλιακά κύτταρα χωρίζονται σε κρυσταλλικό πυρίτιο και άμορφο πυρίτιο, μεταξύ των οποίων τα κύτταρα κρυσταλλικού πυριτίου μπορούν να χωριστούν περαιτέρω σε μονοκρυσταλλικά και πολυκρυσταλλικά κύτταρα.η απόδοση του μονοκρυσταλλικού πυριτίου είναι διαφορετική από αυτή του κρυσταλλικού πυριτίου.

Ταξινόμηση:

Τα κοινά χρησιμοποιούμενα ηλιακά κύτταρα κρυσταλλικού πυριτίου στην Κίνα μπορούν να χωριστούν σε:

Μονό κρύσταλλο 125*125

Μονό κρύσταλλο 156*156

Πολυκρυσταλλικό 156*156

Μονοκρύσταλλο 150*150

Μονό κρύσταλλο 103*103

Πολυκρυσταλλικό 125*125

Διαδικασία παραγωγής:

Η διαδικασία παραγωγής ηλιακών κυψελών χωρίζεται σε επιθεώρηση γκοφρέτας πυριτίου – υφή επιφάνειας και αποξήρανση – διασταύρωση διάχυσης – αποφωσφοροποίηση γυαλιού πυριτίου – χάραξη και αποξήρανση πλάσματος – αντιανακλαστική επίστρωση – μεταξοτυπία – ταχεία πυροσυσσωμάτωση κ.λπ. Οι λεπτομέρειες είναι οι εξής:

1. Επιθεώρηση γκοφρέτας πυριτίου

Οι γκοφρέτες πυριτίου είναι οι φορείς των ηλιακών κυψελών και η ποιότητα των πλακών πυριτίου καθορίζει άμεσα την απόδοση μετατροπής των ηλιακών κυψελών.Επομένως, είναι απαραίτητο να επιθεωρήσετε τις εισερχόμενες γκοφρέτες πυριτίου.Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιείται κυρίως για τη διαδικτυακή μέτρηση ορισμένων τεχνικών παραμέτρων πλακών πυριτίου, αυτές οι παράμετροι περιλαμβάνουν κυρίως ανομοιομορφία επιφάνειας πλακιδίων, διάρκεια ζωής μειοψηφίας φορέα, ειδική αντίσταση, τύπο P/N και μικρορωγμές κ.λπ. Αυτή η ομάδα εξοπλισμού χωρίζεται σε αυτόματη φόρτωση και εκφόρτωση , μεταφορά γκοφρέτας πυριτίου, εξάρτημα ενσωμάτωσης συστήματος και τέσσερις μονάδες ανίχνευσης.Μεταξύ αυτών, ο φωτοβολταϊκός ανιχνευτής πλακιδίων πυριτίου ανιχνεύει την ανομοιομορφία της επιφάνειας του πλακιδίου πυριτίου και ταυτόχρονα ανιχνεύει τις παραμέτρους εμφάνισης, όπως το μέγεθος και τη διαγώνιο του πλακιδίου πυριτίου.η μονάδα ανίχνευσης μικρορωγμών χρησιμοποιείται για την ανίχνευση των εσωτερικών μικρορωγμών της γκοφρέτας πυριτίου.Επιπλέον, υπάρχουν δύο μονάδες ανίχνευσης, μία από τις ηλεκτρονικές δοκιμαστικές μονάδες χρησιμοποιείται κυρίως για τη δοκιμή της χύδην ειδικής αντίστασης των πλακών πυριτίου και του τύπου των πλακών πυριτίου, και η άλλη μονάδα χρησιμοποιείται για την ανίχνευση της διάρκειας ζωής του μειοψηφικού φορέα των πλακών πυριτίου.Πριν από την ανίχνευση της διάρκειας ζωής και της ειδικής αντίστασης του φορέα μειοψηφίας, είναι απαραίτητο να ανιχνευθούν οι διαγώνιες και οι μικρορωγμές της πλακέτας πυριτίου και να αφαιρεθεί αυτόματα η κατεστραμμένη γκοφρέτα πυριτίου.Ο εξοπλισμός επιθεώρησης γκοφρετών πυριτίου μπορεί να φορτώνει και να ξεφορτώνει αυτόματα γκοφρέτες και μπορεί να τοποθετεί μη πιστοποιημένα προϊόντα σε σταθερή θέση, βελτιώνοντας έτσι την ακρίβεια και την αποτελεσματικότητα της επιθεώρησης.

2. Επιφανειακή υφή

Η προετοιμασία της υφής μονοκρυσταλλικού πυριτίου είναι να χρησιμοποιηθεί η ανισότροπη χάραξη του πυριτίου για να σχηματιστούν εκατομμύρια τετραεδρικές πυραμίδες, δηλαδή δομές πυραμίδας, στην επιφάνεια κάθε τετραγωνικού εκατοστού πυριτίου.Λόγω της πολλαπλής ανάκλασης και διάθλασης του προσπίπτοντος φωτός στην επιφάνεια, η απορρόφηση του φωτός αυξάνεται και το ρεύμα βραχυκυκλώματος και η απόδοση μετατροπής της μπαταρίας βελτιώνονται.Το ανισότροπο διάλυμα χάραξης του πυριτίου είναι συνήθως ένα θερμό αλκαλικό διάλυμα.Τα διαθέσιμα αλκάλια είναι το υδροξείδιο του νατρίου, το υδροξείδιο του καλίου, το υδροξείδιο του λιθίου και η αιθυλενοδιαμίνη.Το μεγαλύτερο μέρος του πυριτίου σουέτ παρασκευάζεται χρησιμοποιώντας ένα φθηνό αραιό διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου με συγκέντρωση περίπου 1%, και η θερμοκρασία χάραξης είναι 70-85 °C.Προκειμένου να ληφθεί ένα ομοιόμορφο σουέτ, αλκοόλες όπως αιθανόλη και ισοπροπανόλη θα πρέπει επίσης να προστεθούν στο διάλυμα ως παράγοντες συμπλοκοποίησης για την επιτάχυνση της διάβρωσης του πυριτίου.Πριν από την προετοιμασία του σουέτ, η γκοφρέτα πυριτίου πρέπει να υποβληθεί σε προκαταρκτική επιφανειακή χάραξη και περίπου 20-25 μm χαράσσεται με αλκαλικό ή όξινο διάλυμα χάραξης.Αφού χαραχθεί το σουέτ, πραγματοποιείται γενικός χημικός καθαρισμός.Οι επιφανειακές γκοφρέτες πυριτίου δεν πρέπει να φυλάσσονται σε νερό για μεγάλο χρονικό διάστημα για να αποφευχθεί η μόλυνση και θα πρέπει να διαχέονται το συντομότερο δυνατό.

3. Κόμβος διάχυσης

Τα ηλιακά κύτταρα χρειάζονται μια διασταύρωση PN μεγάλης περιοχής για να πραγματοποιήσουν τη μετατροπή της φωτεινής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια και ένας κλίβανος διάχυσης είναι ένας ειδικός εξοπλισμός για την κατασκευή της διασταύρωσης PN των ηλιακών κυψελών.Ο σωληνωτός κλίβανος διάχυσης αποτελείται κυρίως από τέσσερα μέρη: το άνω και κάτω μέρος του σκάφους χαλαζία, τον θάλαμο καυσαερίων, το τμήμα του σώματος του κλιβάνου και το τμήμα του θαλάμου αερίου.Η διάχυση γενικά χρησιμοποιεί υγρή πηγή οξυχλωριούχου φωσφόρου ως πηγή διάχυσης.Βάλτε τη γκοφρέτα πυριτίου τύπου P στο δοχείο χαλαζία του σωληνωτού κλιβάνου διάχυσης και χρησιμοποιήστε άζωτο για να φέρετε οξυχλωριούχο φώσφορο στο δοχείο χαλαζία σε υψηλή θερμοκρασία 850-900 βαθμών Κελσίου.Το οξυχλωριούχο φώσφορο αντιδρά με τη γκοφρέτα πυριτίου για να ληφθεί φώσφορος.άτομο.Μετά από μια ορισμένη χρονική περίοδο, τα άτομα φωσφόρου εισέρχονται στο επιφανειακό στρώμα της γκοφρέτας πυριτίου από ολόγυρα, και διεισδύουν και διαχέονται στην πλακέτα πυριτίου μέσω των κενών μεταξύ των ατόμων πυριτίου, σχηματίζοντας τη διεπαφή μεταξύ του ημιαγωγού τύπου Ν και του P- τύπου ημιαγωγός, δηλαδή η διασταύρωση PN.Η σύνδεση PN που παράγεται με αυτή τη μέθοδο έχει καλή ομοιομορφία, η ανομοιομορφία της αντίστασης φύλλου είναι μικρότερη από 10%, και η διάρκεια ζωής του μειοψηφικού φορέα μπορεί να είναι μεγαλύτερη από 10 ms.Η κατασκευή της σύνδεσης PN είναι η πιο βασική και κρίσιμη διαδικασία στην παραγωγή ηλιακών κυττάρων.Επειδή είναι ο σχηματισμός της διασταύρωσης PN, τα ηλεκτρόνια και οι οπές δεν επιστρέφουν στις αρχικές τους θέσεις μετά τη ροή τους, με αποτέλεσμα να σχηματίζεται ρεύμα και το ρεύμα να βγαίνει από ένα σύρμα, το οποίο είναι συνεχές ρεύμα.

4. Πυριτικό γυαλί αποφωσφορυλίωσης

Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιείται στη διαδικασία παραγωγής ηλιακών κυψελών.Με χημική χάραξη, η γκοφρέτα πυριτίου βυθίζεται σε διάλυμα υδροφθορικού οξέος για να παραχθεί μια χημική αντίδραση για τη δημιουργία μιας διαλυτής σύμπλοκης ένωσης εξαφθοροπυριτικού οξέος για την απομάκρυνση του συστήματος διάχυσης.Ένα στρώμα φωσφοπυριτικού γυαλιού σχηματίστηκε στην επιφάνεια της γκοφρέτας πυριτίου μετά την ένωση.Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας διάχυσης, το POCL3 αντιδρά με το O2 για να σχηματίσει P2O5 το οποίο εναποτίθεται στην επιφάνεια του πλακιδίου πυριτίου.Το P2O5 αντιδρά με το Si για να δημιουργήσει άτομα SiO2 και φωσφόρου. Με αυτόν τον τρόπο, σχηματίζεται ένα στρώμα SiO2 που περιέχει στοιχεία φωσφόρου στην επιφάνεια του πλακιδίου πυριτίου, το οποίο ονομάζεται φωσφοπυριτικό γυαλί.Ο εξοπλισμός για την αφαίρεση του πυριτικού γυαλιού φωσφόρου αποτελείται γενικά από το κύριο σώμα, τη δεξαμενή καθαρισμού, το σύστημα σερβοκίνησης, τον μηχανικό βραχίονα, το ηλεκτρικό σύστημα ελέγχου και το αυτόματο σύστημα διανομής οξέος.Οι κύριες πηγές ενέργειας είναι το υδροφθορικό οξύ, το άζωτο, ο πεπιεσμένος αέρας, το καθαρό νερό, ο άνεμος καυσαερίων θερμότητας και τα λύματα.Το υδροφθορικό οξύ διαλύει το πυρίτιο επειδή το υδροφθορικό οξύ αντιδρά με το πυρίτιο για να δημιουργήσει πτητικό αέριο τετραφθοριούχου πυριτίου.Εάν το υδροφθορικό οξύ είναι υπερβολικό, το τετραφθοριούχο πυρίτιο που παράγεται από την αντίδραση θα αντιδράσει περαιτέρω με το υδροφθορικό οξύ για να σχηματίσει ένα διαλυτό σύμπλοκο, εξαφθοροπυριτικό οξύ.

5. Χάραξη πλάσματος

Δεδομένου ότι κατά τη διάρκεια της διαδικασίας διάχυσης, ακόμη και αν υιοθετηθεί διάχυση από πίσω, ο φώσφορος αναπόφευκτα θα διαχέεται σε όλες τις επιφάνειες, συμπεριλαμβανομένων των άκρων του πλακιδίου πυριτίου.Τα φωτοπαραγόμενα ηλεκτρόνια που συλλέγονται στην μπροστινή πλευρά της σύνδεσης PN θα ρέουν κατά μήκος της περιοχής ακμής όπου ο φώσφορος διαχέεται στην πίσω πλευρά της σύνδεσης PN, προκαλώντας βραχυκύκλωμα.Επομένως, το εμποτισμένο πυρίτιο γύρω από το ηλιακό στοιχείο πρέπει να χαραχθεί για να αφαιρεθεί η σύνδεση PN στην άκρη του στοιχείου.Αυτή η διαδικασία συνήθως γίνεται χρησιμοποιώντας τεχνικές χάραξης πλάσματος.Η χάραξη πλάσματος βρίσκεται σε κατάσταση χαμηλής πίεσης, τα μητρικά μόρια του αντιδραστικού αερίου CF4 διεγείρονται από την ισχύ ραδιοσυχνοτήτων για να δημιουργήσουν ιονισμό και να σχηματίσουν πλάσμα.Το πλάσμα αποτελείται από φορτισμένα ηλεκτρόνια και ιόντα.Υπό την πρόσκρουση ηλεκτρονίων, το αέριο στον θάλαμο αντίδρασης μπορεί να απορροφήσει ενέργεια και να σχηματίσει έναν μεγάλο αριθμό ενεργών ομάδων εκτός από τη μετατροπή του σε ιόντα.Οι ενεργές αντιδραστικές ομάδες φτάνουν στην επιφάνεια του SiO2 λόγω διάχυσης ή υπό τη δράση ενός ηλεκτρικού πεδίου, όπου αντιδρούν χημικά με την επιφάνεια του υλικού προς χάραξη και σχηματίζουν πτητικά προϊόντα αντίδρασης που διαχωρίζονται από την επιφάνεια του προς χάραξη υλικού. χαραγμένα, και αντλούνται έξω από την κοιλότητα από το σύστημα κενού.

6. Αντιανακλαστική επίστρωση

Η ανακλαστικότητα της επιφάνειας γυαλισμένου πυριτίου είναι 35%.Προκειμένου να μειωθεί η επιφανειακή ανάκλαση και να βελτιωθεί η απόδοση μετατροπής του στοιχείου, είναι απαραίτητο να εναποτεθεί ένα στρώμα αντιανακλαστικής μεμβράνης νιτριδίου του πυριτίου.Στη βιομηχανική παραγωγή, ο εξοπλισμός PECVD χρησιμοποιείται συχνά για την προετοιμασία αντιανακλαστικών φιλμ.Το PECVD είναι ενισχυμένη με πλάσμα χημική εναπόθεση ατμών.Η τεχνική αρχή του είναι να χρησιμοποιεί πλάσμα χαμηλής θερμοκρασίας ως πηγή ενέργειας, το δείγμα τοποθετείται στην κάθοδο της εκκένωσης πυράκτωσης υπό χαμηλή πίεση, η εκκένωση πυράκτωσης χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του δείγματος σε μια προκαθορισμένη θερμοκρασία και στη συνέχεια μια κατάλληλη ποσότητα Εισάγονται αντιδραστικά αέρια SiH4 και NH3.Μετά από μια σειρά χημικών αντιδράσεων και αντιδράσεων πλάσματος, σχηματίζεται στην επιφάνεια του δείγματος ένα φιλμ στερεάς κατάστασης, δηλαδή ένα φιλμ νιτριδίου του πυριτίου.Γενικά, το πάχος της μεμβράνης που εναποτίθεται με αυτή τη μέθοδο χημικής εναπόθεσης ατμών ενισχυμένη με πλάσμα είναι περίπου 70 nm.Οι μεμβράνες αυτού του πάχους έχουν οπτική λειτουργικότητα.Χρησιμοποιώντας την αρχή της παρεμβολής λεπτής μεμβράνης, η αντανάκλαση του φωτός μπορεί να μειωθεί σημαντικά, το ρεύμα βραχυκυκλώματος και η έξοδος της μπαταρίας αυξάνονται σημαντικά και η απόδοση βελτιώνεται επίσης σημαντικά.

7. μεταξοτυπία

Αφού το ηλιακό κύτταρο έχει περάσει από τις διαδικασίες υφής, διάχυσης και PECVD, έχει σχηματιστεί μια διασταύρωση PN, η οποία μπορεί να δημιουργήσει ρεύμα υπό φωτισμό.Για την εξαγωγή του παραγόμενου ρεύματος, είναι απαραίτητο να κατασκευαστούν θετικά και αρνητικά ηλεκτρόδια στην επιφάνεια της μπαταρίας.Υπάρχουν πολλοί τρόποι κατασκευής ηλεκτροδίων και η μεταξοτυπία είναι η πιο κοινή διαδικασία παραγωγής για την κατασκευή ηλεκτροδίων ηλιακών κυψελών.Η μεταξοτυπία είναι η εκτύπωση ενός προκαθορισμένου σχεδίου στο υπόστρωμα μέσω ανάγλυφης εκτύπωσης.Ο εξοπλισμός αποτελείται από τρία μέρη: εκτύπωση πάστας αργύρου-αλουμινίου στο πίσω μέρος της μπαταρίας, εκτύπωση πάστας αλουμινίου στο πίσω μέρος της μπαταρίας και εκτύπωση πάστας αργύρου στο μπροστινό μέρος της μπαταρίας.Η αρχή λειτουργίας του είναι: χρησιμοποιήστε το πλέγμα του μοτίβου της οθόνης για να εισχωρήσετε στον πολτό, ασκήστε μια συγκεκριμένη πίεση στο τμήμα πολτού της οθόνης με μια ξύστρα και μετακινηθείτε προς το άλλο άκρο της οθόνης ταυτόχρονα.Το μελάνι πιέζεται από το πλέγμα του γραφικού τμήματος πάνω στο υπόστρωμα από το μάκτρο καθώς κινείται.Λόγω του ιξώδους αποτελέσματος της πάστας, το αποτύπωμα στερεώνεται σε ένα συγκεκριμένο εύρος και το μάκτρο είναι πάντα σε γραμμική επαφή με την πλάκα μεταξοτυπίας και το υπόστρωμα κατά την εκτύπωση και η γραμμή επαφής μετακινείται με την κίνηση του μάκτρου για να ολοκληρωθεί η διαδρομή εκτύπωσης.

8. ταχεία πυροσυσσωμάτωση

Η τυπωμένη με οθόνη γκοφρέτα σιλικόνης δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας.Πρέπει να πυροσυσσωματωθεί γρήγορα σε έναν κλίβανο πυροσυσσωμάτωσης για να καεί το συνδετικό οργανικής ρητίνης, αφήνοντας ηλεκτρόδια σχεδόν καθαρού αργύρου που είναι στενά προσκολλημένα στη γκοφρέτα πυριτίου λόγω της δράσης του γυαλιού.Όταν η θερμοκρασία του ηλεκτροδίου αργύρου και του κρυσταλλικού πυριτίου φτάσει στην ευτηκτική θερμοκρασία, τα άτομα κρυσταλλικού πυριτίου ενσωματώνονται στο υλικό του λιωμένου ηλεκτροδίου αργύρου σε μια ορισμένη αναλογία, σχηματίζοντας έτσι την ωμική επαφή του άνω και του κάτω ηλεκτροδίου και βελτιώνοντας το ανοιχτό κύκλωμα τάση και συντελεστής πλήρωσης του στοιχείου.Η βασική παράμετρος είναι να έχει χαρακτηριστικά αντίστασης για να βελτιωθεί η απόδοση μετατροπής της κυψέλης.

Ο κλίβανος πυροσυσσωμάτωσης χωρίζεται σε τρία στάδια: προ-συσσωμάτωση, πυροσυσσωμάτωση και ψύξη.Ο σκοπός του σταδίου προ-συσσωμάτωσης είναι η αποσύνθεση και η καύση του συνδετικού πολυμερούς στον πολτό και η θερμοκρασία αυξάνεται αργά σε αυτό το στάδιο.στο στάδιο της πυροσυσσωμάτωσης, ολοκληρώνονται διάφορες φυσικές και χημικές αντιδράσεις στο συντηγμένο σώμα για να σχηματιστεί μια ανθεκτική δομή φιλμ, καθιστώντας το πραγματικά ανθεκτικό., η θερμοκρασία φτάνει στο μέγιστο σε αυτό το στάδιο.στο στάδιο της ψύξης και της ψύξης, το γυαλί ψύχεται, σκληραίνει και στερεοποιείται, έτσι ώστε η ανθεκτική δομή του φιλμ να προσκολλάται σταθερά στο υπόστρωμα.

9. Περιφερειακά

Στη διαδικασία παραγωγής κυψελών απαιτούνται επίσης περιφερειακές εγκαταστάσεις όπως τροφοδοσία, ρεύμα, παροχή νερού, αποχέτευση, HVAC, κενό και ειδικός ατμός.Ο εξοπλισμός πυροπροστασίας και προστασίας του περιβάλλοντος είναι επίσης ιδιαίτερα σημαντικοί για τη διασφάλιση της ασφάλειας και της βιώσιμης ανάπτυξης.Για μια γραμμή παραγωγής ηλιακών κυψελών με ετήσια παραγωγή 50 MW, η κατανάλωση ενέργειας μόνο της διεργασίας και του εξοπλισμού ισχύος είναι περίπου 1800 KW.Η ποσότητα καθαρού νερού επεξεργασίας είναι περίπου 15 τόνοι ανά ώρα και οι απαιτήσεις ποιότητας νερού πληρούν το τεχνικό πρότυπο EW-1 του νερού ηλεκτρονικής ποιότητας της Κίνας GB/T11446.1-1997.Η ποσότητα του νερού ψύξης διεργασίας είναι επίσης περίπου 15 τόνοι ανά ώρα, το μέγεθος σωματιδίων στην ποιότητα του νερού δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερο από 10 μικρά και η θερμοκρασία παροχής νερού πρέπει να είναι 15-20 °C.Ο όγκος της εξάτμισης υπό κενό είναι περίπου 300M3/H.Παράλληλα απαιτούνται περίπου 20 κυβικά μέτρα δεξαμενές αποθήκευσης αζώτου και 10 κυβικά μέτρα δεξαμενές αποθήκευσης οξυγόνου.Λαμβάνοντας υπόψη τους παράγοντες ασφαλείας των ειδικών αερίων όπως το σιλάνιο, είναι επίσης απαραίτητο να δημιουργηθεί ένας ειδικός χώρος αερίων για να διασφαλιστεί απολύτως η ασφάλεια της παραγωγής.Επιπλέον, οι πύργοι καύσης σιλανίου και οι σταθμοί επεξεργασίας λυμάτων είναι επίσης απαραίτητες εγκαταστάσεις για την παραγωγή κυψελών.