Mga solar cell

Ang mga solar cell ay nahahati sa mala-kristal na silikon at walang hugis na silikon, bukod sa kung saan ang mga mala-kristal na selulang silikon ay maaaring higit pang nahahati sa mga selulang monocrystalline at mga selulang polycrystalline;ang kahusayan ng monocrystalline na silikon ay iba sa mala-kristal na silikon.

Pag-uuri:

Ang karaniwang ginagamit na solar crystalline silicon cells sa China ay maaaring nahahati sa:

Isang kristal 125*125

Isang kristal 156*156

Polycrystalline 156*156

Isang kristal 150*150

Isang kristal 103*103

Polycrystalline 125*125

Proseso ng paggawa:

Ang proseso ng produksyon ng mga solar cell ay nahahati sa silicon wafer inspection – surface texturing at pickling – diffusion junction – dephosphorization silicon glass – plasma etching at pickling – anti-reflection coating – screen printing – Rapid sintering, atbp. Ang mga detalye ay ang mga sumusunod:

1. Inspeksyon ng silicone wafer

Ang mga silicone wafer ay ang mga carrier ng mga solar cell, at ang kalidad ng mga silicon na wafer ay direktang tinutukoy ang kahusayan ng conversion ng mga solar cell.Samakatuwid, ito ay kinakailangan upang siyasatin ang mga papasok na silicon wafers.Ang prosesong ito ay pangunahing ginagamit para sa online na pagsukat ng ilang teknikal na mga parameter ng silicon wafers, ang mga parameter na ito ay pangunahing kasama ang wafer surface unevenness, minority carrier lifetime, resistivity, P/N type at microcracks, atbp. Ang grupong ito ng kagamitan ay nahahati sa awtomatikong paglo-load at pag-unload , silicone wafer transfer, bahagi ng system integration at apat na detection modules.Kabilang sa mga ito, nakita ng photovoltaic silicon wafer detector ang hindi pantay na ibabaw ng silicon wafer, at sabay na nakikita ang mga parameter ng hitsura tulad ng laki at dayagonal ng silicon wafer;ang micro-crack detection module ay ginagamit upang makita ang panloob na micro-cracks ng silicon wafer;Bilang karagdagan, mayroong dalawang mga module ng Detection, ang isa sa mga online na module ng pagsubok ay pangunahing ginagamit upang subukan ang bulk resistivity ng mga wafer ng silikon at ang uri ng mga wafer ng silikon, at ang isa pang module ay ginagamit upang makita ang buhay ng carrier ng minorya ng mga wafer ng silikon.Bago ang pagtuklas ng panghabambuhay at resistivity ng carrier ng minorya, kinakailangan upang makita ang dayagonal at micro-cracks ng silicon wafer, at awtomatikong alisin ang nasirang silicon wafer.Ang mga kagamitan sa pag-inspeksyon ng silicone wafer ay maaaring awtomatikong mag-load at mag-alis ng mga wafer, at maaaring maglagay ng mga hindi kwalipikadong produkto sa isang nakapirming posisyon, at sa gayon ay mapapabuti ang katumpakan at kahusayan ng inspeksyon.

2. Naka-texture ang ibabaw

Ang paghahanda ng monocrystalline silicon texture ay ang paggamit ng anisotropic etching ng silicon upang bumuo ng milyun-milyong tetrahedral pyramids, iyon ay, pyramid structures, sa ibabaw ng bawat square centimeter ng silicon.Dahil sa maramihang pagmuni-muni at repraksyon ng liwanag ng insidente sa ibabaw, ang pagsipsip ng liwanag ay tumaas, at ang short-circuit current at conversion na kahusayan ng baterya ay napabuti.Ang anisotropic etching solution ng silicon ay karaniwang isang mainit na alkaline na solusyon.Ang magagamit na alkalis ay sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide at ethylenediamine.Karamihan sa suede silicon ay inihanda sa pamamagitan ng paggamit ng murang dilute solution ng sodium hydroxide na may konsentrasyon na humigit-kumulang 1%, at ang temperatura ng pag-ukit ay 70-85 °C.Upang makakuha ng pare-parehong suede, ang mga alkohol tulad ng ethanol at isopropanol ay dapat ding idagdag sa solusyon bilang mga complexing agent upang mapabilis ang kaagnasan ng silikon.Bago ang suede ay inihanda, ang silicon wafer ay dapat na sumailalim sa paunang pag-ukit sa ibabaw, at mga 20-25 μm ay nakaukit ng isang alkaline o acidic na solusyon sa pag-ukit.Matapos ma-etch ang suede, isinasagawa ang pangkalahatang paglilinis ng kemikal.Ang mga wafer na silicon na inihanda sa ibabaw ay hindi dapat itago sa tubig nang mahabang panahon upang maiwasan ang kontaminasyon, at dapat na ikalat sa lalong madaling panahon.

3. Diffusion knot

Ang mga solar cell ay nangangailangan ng isang malaking-lugar na PN junction upang mapagtanto ang conversion ng light energy sa electric energy, at ang diffusion furnace ay isang espesyal na kagamitan para sa pagmamanupaktura ng PN junction ng solar cells.Ang tubular diffusion furnace ay pangunahing binubuo ng apat na bahagi: ang itaas at ibabang bahagi ng quartz boat, ang exhaust gas chamber, ang furnace body na bahagi at ang gas cabinet na bahagi.Ang diffusion ay karaniwang gumagamit ng phosphorus oxychloride liquid source bilang diffusion source.Ilagay ang P-type na silicon wafer sa quartz container ng tubular diffusion furnace, at gumamit ng nitrogen para dalhin ang phosphorus oxychloride sa quartz container sa mataas na temperatura na 850-900 degrees Celsius.Ang phosphorus oxychloride ay tumutugon sa silicon wafer upang makakuha ng phosphorus.atom.Pagkatapos ng isang tiyak na tagal ng panahon, ang mga phosphorus atoms ay pumapasok sa ibabaw na layer ng silicon wafer mula sa buong paligid, at tumagos at nagkakalat sa silicon wafer sa pamamagitan ng mga gaps sa pagitan ng mga silicon atoms, na bumubuo ng interface sa pagitan ng N-type na semiconductor at ng P- uri ng semiconductor, iyon ay, ang PN junction.Ang PN junction na ginawa ng pamamaraang ito ay may magandang pagkakapareho, ang hindi pagkakapareho ng sheet resistance ay mas mababa sa 10%, at ang minority carrier lifetime ay maaaring higit sa 10ms.Ang paggawa ng PN junction ay ang pinakapangunahing at kritikal na proseso sa paggawa ng solar cell.Dahil ito ay ang pagbuo ng PN junction, ang mga electron at butas ay hindi bumalik sa kanilang orihinal na mga lugar pagkatapos ng daloy, upang ang isang kasalukuyang ay nabuo, at ang kasalukuyang ay inilabas sa pamamagitan ng isang wire, na kung saan ay direktang kasalukuyang.

4. Dephosphorylation silicate glass

Ang prosesong ito ay ginagamit sa proseso ng produksyon ng mga solar cell.Sa pamamagitan ng chemical etching, ang silicon wafer ay nilulubog sa isang hydrofluoric acid solution upang makagawa ng isang kemikal na reaksyon upang makabuo ng isang natutunaw na kumplikadong compound na hexafluorosilicic acid upang alisin ang diffusion system.Isang layer ng phosphosilicate glass na nabuo sa ibabaw ng silicon wafer pagkatapos ng junction.Sa panahon ng proseso ng pagsasabog, ang POCL3 ay tumutugon sa O2 upang bumuo ng P2O5 na idineposito sa ibabaw ng silicon wafer.Ang P2O5 ay tumutugon sa Si upang makabuo ng SiO2 at phosphorus atoms, Sa ganitong paraan, isang layer ng SiO2 na naglalaman ng mga elemento ng phosphorus ay nabuo sa ibabaw ng silicon wafer, na tinatawag na phosphosilicate glass.Ang kagamitan para sa pag-alis ng phosphorous silicate glass ay karaniwang binubuo ng pangunahing katawan, tangke ng paglilinis, servo drive system, mekanikal na braso, electrical control system at awtomatikong sistema ng pamamahagi ng acid.Ang pangunahing pinagmumulan ng kuryente ay hydrofluoric acid, nitrogen, compressed air, purong tubig, init na tambutso ng hangin at basurang tubig.Ang hydrofluoric acid ay natutunaw ang silica dahil ang hydrofluoric acid ay tumutugon sa silica upang makabuo ng volatile silicon tetrafluoride gas.Kung ang hydrofluoric acid ay labis, ang silicon tetrafluoride na ginawa ng reaksyon ay higit na tumutugon sa hydrofluoric acid upang bumuo ng isang natutunaw na kumplikado, hexafluorosilicic acid.

5. Plasma etching

Dahil sa panahon ng proseso ng diffusion, kahit na ang back-to-back diffusion ay pinagtibay, ang phosphorus ay hindi maiiwasang magkakalat sa lahat ng mga ibabaw kabilang ang mga gilid ng silicon wafer.Ang mga photogenerated na electron na nakolekta sa harap na bahagi ng PN junction ay dadaloy sa gilid na lugar kung saan ang phosphorus ay diffused sa likod na bahagi ng PN junction, na nagiging sanhi ng isang maikling circuit.Samakatuwid, ang doped silicon sa paligid ng solar cell ay dapat na nakaukit upang alisin ang PN junction sa gilid ng cell.Ang prosesong ito ay karaniwang ginagawa gamit ang plasma etching techniques.Ang plasma etching ay nasa mababang pressure state, ang mga magulang na molekula ng reaktibong gas na CF4 ay nasasabik sa pamamagitan ng radio frequency power upang makabuo ng ionization at bumuo ng plasma.Ang plasma ay binubuo ng mga sisingilin na electron at ions.Sa ilalim ng epekto ng mga electron, ang gas sa silid ng reaksyon ay maaaring sumipsip ng enerhiya at bumuo ng isang malaking bilang ng mga aktibong grupo bilang karagdagan sa pagiging convert sa mga ion.Ang mga aktibong reaktibong grupo ay umabot sa ibabaw ng SiO2 dahil sa pagsasabog o sa ilalim ng pagkilos ng isang electric field, kung saan sila ay gumanti ng kemikal sa ibabaw ng materyal na iuukit, at bumubuo ng mga pabagu-bago ng reaksyon na mga produkto na naghihiwalay mula sa ibabaw ng materyal na magiging. nakaukit, at ibinubomba palabas ng cavity ng vacuum system.

6. Anti-reflection coating

Ang reflectivity ng makintab na ibabaw ng silikon ay 35%.Upang mabawasan ang pagmuni-muni sa ibabaw at pagbutihin ang kahusayan ng conversion ng cell, kinakailangan na magdeposito ng isang layer ng silicon nitride anti-reflection film.Sa pang-industriya na produksyon, ang kagamitan ng PECVD ay kadalasang ginagamit upang maghanda ng mga anti-reflection na pelikula.Ang PECVD ay plasma na pinahusay na chemical vapor deposition.Ang teknikal na prinsipyo nito ay ang paggamit ng mababang-temperatura na plasma bilang pinagmumulan ng enerhiya, ang sample ay inilalagay sa cathode ng glow discharge sa ilalim ng mababang presyon, ang glow discharge ay ginagamit upang painitin ang sample sa isang paunang natukoy na temperatura, at pagkatapos ay isang naaangkop na halaga ng Ang mga reaktibong gas na SiH4 at NH3 ay ipinakilala.Pagkatapos ng isang serye ng mga kemikal na reaksyon at mga reaksyon ng plasma, isang solid-state film, iyon ay, isang silicon nitride film, ay nabuo sa ibabaw ng sample.Sa pangkalahatan, ang kapal ng pelikula na idineposito ng plasma-enhanced chemical vapor deposition method na ito ay humigit-kumulang 70 nm.Ang mga pelikulang may ganitong kapal ay may optical functionality.Gamit ang prinsipyo ng pagkagambala ng manipis na pelikula, ang pagmuni-muni ng liwanag ay maaaring lubos na mabawasan, ang short-circuit na kasalukuyang at output ng baterya ay lubhang nadagdagan, at ang kahusayan ay napabuti din nang malaki.

7. screen printing

Matapos ang solar cell ay dumaan sa mga proseso ng texturing, diffusion at PECVD, isang PN junction ang nabuo, na maaaring makabuo ng kasalukuyang sa ilalim ng pag-iilaw.Upang mai-export ang nabuong kasalukuyang, kinakailangan na gumawa ng positibo at negatibong mga electrodes sa ibabaw ng baterya.Mayroong maraming mga paraan upang gumawa ng mga electrodes, at ang screen printing ay ang pinakakaraniwang proseso ng produksyon para sa paggawa ng solar cell electrodes.Ang screen printing ay ang pag-print ng paunang natukoy na pattern sa substrate sa pamamagitan ng embossing.Ang kagamitan ay binubuo ng tatlong bahagi: silver-aluminum paste printing sa likod ng baterya, aluminum paste printing sa likod ng baterya, at silver-paste printing sa harap ng baterya.Ang prinsipyo ng pagtatrabaho nito ay: gamitin ang mesh ng pattern ng screen upang tumagos sa slurry, maglapat ng isang tiyak na presyon sa slurry na bahagi ng screen gamit ang isang scraper, at lumipat patungo sa kabilang dulo ng screen sa parehong oras.Ang tinta ay pinipiga mula sa mesh ng graphic na bahagi papunta sa substrate ng squeegee habang ito ay gumagalaw.Dahil sa malapot na epekto ng paste, ang imprint ay naayos sa loob ng isang tiyak na hanay, at ang squeegee ay palaging nasa linear contact sa screen printing plate at sa substrate habang nagpi-print, at ang contact line ay gumagalaw sa paggalaw ng squeegee upang makumpleto. ang printing stroke.

8. mabilis na sintering

Ang screen-printed na silicon wafer ay hindi maaaring gamitin nang direkta.Kailangan itong mabilis na ma-sinter sa isang sintering furnace upang masunog ang organic resin binder, na nag-iiwan ng halos purong pilak na mga electrodes na malapit na nakadikit sa silicon wafer dahil sa pagkilos ng salamin.Kapag ang temperatura ng pilak na elektrod at ang mala-kristal na silikon ay umabot sa eutectic na temperatura, ang mga kristal na silikon na atomo ay isinama sa tinunaw na pilak na elektrod na materyal sa isang tiyak na proporsyon, sa gayon ay bumubuo ng ohmic contact ng upper at lower electrodes, at pagpapabuti ng open circuit boltahe at pagpuno kadahilanan ng cell.Ang pangunahing parameter ay upang magkaroon ito ng mga katangian ng paglaban upang mapabuti ang kahusayan ng conversion ng cell.

Ang sintering furnace ay nahahati sa tatlong yugto: pre-sintering, sintering, at cooling.Ang layunin ng yugto ng pre-sintering ay upang mabulok at masunog ang polymer binder sa slurry, at ang temperatura ay tumataas nang dahan-dahan sa yugtong ito;sa yugto ng sintering, ang iba't ibang mga pisikal at kemikal na reaksyon ay nakumpleto sa sintered na katawan upang bumuo ng isang resistive na istraktura ng pelikula, na ginagawa itong tunay na resistive., ang temperatura ay umabot sa isang rurok sa yugtong ito;sa yugto ng paglamig at paglamig, ang salamin ay pinalamig, pinatigas at pinatigas, upang ang resistive film na istraktura ay nakadikit sa substrate.

9. Mga Peripheral

Sa proseso ng paggawa ng cell, kailangan din ng mga peripheral facility tulad ng power supply, power, water supply, drainage, HVAC, vacuum, at espesyal na singaw.Ang mga kagamitan sa proteksyon sa sunog at proteksyon sa kapaligiran ay partikular ding mahalaga upang matiyak ang kaligtasan at napapanatiling pag-unlad.Para sa isang solar cell production line na may taunang output na 50MW, ang pagkonsumo ng kuryente ng proseso at power equipment lamang ay humigit-kumulang 1800KW.Ang dami ng proseso ng purong tubig ay humigit-kumulang 15 tonelada bawat oras, at ang mga kinakailangan sa kalidad ng tubig ay nakakatugon sa EW-1 teknikal na pamantayan ng electronic grade water ng China na GB/T11446.1-1997.Ang dami ng proseso ng paglamig ng tubig ay humigit-kumulang 15 tonelada bawat oras, ang laki ng butil sa kalidad ng tubig ay hindi dapat higit sa 10 microns, at ang temperatura ng supply ng tubig ay dapat na 15-20 °C.Ang dami ng tambutso ng vacuum ay humigit-kumulang 300M3/H.Kasabay nito, humigit-kumulang 20 cubic meters ng nitrogen storage tank at 10 cubic meters ng oxygen storage tank ay kailangan din.Isinasaalang-alang ang mga kadahilanan sa kaligtasan ng mga espesyal na gas tulad ng silane, kinakailangan ding mag-set up ng isang espesyal na silid ng gas upang ganap na matiyak ang kaligtasan ng produksyon.Bilang karagdagan, ang mga silane combustion tower at mga istasyon ng paggamot ng dumi sa alkantarilya ay kinakailangan ding mga pasilidad para sa produksyon ng cell.