Nyolc lépés van a napelemek előállítására a szilícium lemezekről a kész napelem végső tesztelésére.
1. lépés: Ostya ellenőrzés
A szilikon ostya a napelem hordozója. A szilícium-ostya minősége közvetlenül meghatározza a napelemek konverziós hatékonyságát, ezért szükséges a bejövő szilikon ostya tesztelése. Ezt a folyamatot elsősorban a szilícium-lemezek egyes technikai paramétereinek, például a felületi érdességnek, a kisebbségi élettartamnak, az ellenállóképességnek, a P / N típusnak és a mikrokeveréknek az online mérésére használják. A berendezés automatikus be- és kirakodás, ostya továbbítás, rendszerintegráció és négy érzékelő modul.
Ezek közül a fotovoltaikus szilícium ostya detektor felismeri a szilícium lapát felületi érdességét, és ezzel egyidejűleg felismeri a megjelenési paramétereket, például a szilícium ostya méretét és átlós vonalát. A mikrocsipesz detektáló modult arra használják, hogy kimutassák a szilikon ostya belső mikrokockáit. Ezenkívül két érzékelőmodul van, amelyek közül az egyik az online tesztelési modul, főként ostya ellenállást és ostyátípust vizsgálva, a másik modul pedig a szilikon ostya kisebbségi életének tesztelésére szolgál. A kisebbségi élettartam és az ellenállás észlelése előtt a szilikon ostya átlóját és mikrocsipét kell észlelni, és a sérült szilíciumlemezt automatikusan el kell távolítani. A ostya tesztelő berendezés automatikusan betöltheti és eltávolíthatja a ostyát, és a minősítetlen termékeket rögzített pozícióba helyezheti, hogy javítsa a vizsgálati pontosságot és a hatékonyságot.
2. lépés: Texturálás és tisztítás
A monokristályos szilícium szarvasbőr felületének előkészítése a szilícium anizotróp korróziójának felhasználása, hogy négyzet alakú négyszög alakú piramis struktúrákat képezzen minden négyzet centiméteres felületén. A felszínre kerülő fény többszöri visszaverődése és fénytörése miatt a fény abszorpciója megnő, és javul az akkumulátor rövidzárlati árama és konverziós hatékonysága.
A szilícium anizotróp korróziós oldatok általában forró lúgos oldatok. A rendelkezésre álló bázisok a nátrium-hidroxid, a kálium-hidroxid, a lítium-hidroxid és az etilén-diamin. Legtöbbjük olcsó nátrium-hidroxid-oldatot használ, amelynek koncentrációja körülbelül 1%, a velúr szilícium előállítására, és a korrózió hőmérséklete 70-85 ℃. Egységes velúr előállítása érdekében az olyan alkoholokat, mint az etanol és az izopropanol, hozzá kell adni komplexképző szerként a szilícium korróziójának felgyorsításához. A velúr előkészítése előtt a szilíciumlemezt kezdeti felületi korróziónak kell alávetni, és kb. 20–25 mikron lúgos vagy savas korróziós folyadékot kell használni annak eltávolításához. Miután a velúr korrodálódott, általános kémiai tisztítást kell végezni. A szennyezettség megakadályozása érdekében a felszínen készített szilikon ostyákat hosszú ideig nem szabad vízben tárolni.
3. lépés: diffúzió
A fényenergia villamos energiává történő átalakításának megvalósításához nagy területű PN csomópont szükséges. A diffúziós kemence egy speciális berendezés a napelemek PN csatlakozásának gyártására. A cső alakú diffúziós kemence négy részből áll: a kvarc csónak felső részéből, a kipufogógázkamrából, a kemence testrészéből és a gázszekrényrészből. Általában diffúziós forrásként a foszfor-oxi-klorid folyékony forrását használjuk. A P típusú szilícium lemezeket a cső alakú diffúziós kemence kvarctartályába helyezzük. A foszfor-oxi-kloridot a kvarctartályba nitrogénnel helyezzük a magas hőmérsékleten 850 - 900 Celsius fok. A foszfor-oxi-klorid reagál a szilícium lapokkal, hogy foszforatomot kapjon. Egy bizonyos idő elteltével a foszforatomok a szilícium lapkák felületi rétegébe kerülnek, és áthatolnak a szilícium lemezekbe a szilícium atomok közötti résen keresztül, és így az n-típusú félvezető és a p-típusú félvezető, nevezetesen a PN csomópontja. csomópont. Az ezzel a módszerrel előállított PN csomópont jó egységességgel rendelkezik, a blokkellenállás egyenlőtlensége kevesebb, mint 10%, és a kisebbségi élettartam nagyobb, mint 10 ms. A PN-csomópont előállítása a napelemek előállításának legalapvetőbb és legfontosabb folyamata. Mert a PN-csomópont kialakulása az, hogy az áramlásban lévő elektronok és lyukak ne térjenek vissza az eredetihez, így az áram képződése, az áramot kivonó vezeték segítségével, az egyenáram. Ezt a folyamatot napelemes ostyák gyártására és gyártására használják.
4. lépés: Élszigetelés és tisztítás
Kémiai korrózióval a szilícium lapkák hidrogén-fluorid-oldatba merülnek, hogy kémiai reakciót hozzanak létre az oldható komplex hexafluor-szilícium-sav kialakításához, hogy a diffúzió után eltávolítsák a szilícium-lemezek felületén képződött foszfor-szilícium-üvegréteget. A diffúziós folyamat során a POCL3 reagál az O2-vel, hogy P2O5-lerakódást hozzon létre a szilícium-lemez felületén. A P2O5 a Si-val reagál SiO2 és foszforatomok előállítására. Ily módon egy szilícium-dioxid-tartalmú foszforelemet tartalmazó foszforelemet tartalmazó réteg képződik, amelyet foszfoszilikon üvegnek nevezünk.
A foszfor-szilícium-üveg felszerelését általában a test, a tisztítótartály, a szervo hajtómű, a mechanikus kar, az elektromos vezérlőrendszer és az automatikus savelosztó rendszer alkotja. A fő energiaforrások a hidrogén-fluorid, a nitrogén, a sűrített levegő, a tiszta víz, hő kipufogógáz és szennyvíz. A hidrogén-fluorid feloldhatja a szilícium-dioxidot, mert a hidrogén-fluorid szilícium-dioxiddal reagálva illékony szilícium-tetrafluorid-gáz képződik. Ha a hidrogén-fluorid túlzott, a reakcióval képződött szilícium-tetrafluorid tovább reagál a hidrogén-fluoriddal, és így oldható komplex hexafluor-szilikát képződik.
A diffúzió folyamata miatt, még akkor is, ha hátrafelé diffúziót alkalmaznak, a szilícium-ostya minden felülete, beleértve a széleit is, elkerülhetetlenül foszfordal lesz szórva. A PN-csomópont elején összegyűjtött fotogenerált elektronok a PN-csomópont hátsó részébe áramlik a foszforterület szélén, ami rövidzárlatot okoz. Ezért a napelemben levő, adalékolt szilíciumot meg kell marni, hogy eltávolítsuk a PN csomópontot a cella szélén.
Ezt a folyamatot általában a plazma-maratással használják. A plazma-maratás egy olyan eljárás, amelyben a CF4 reaktív gáz alapmolekula ionizál és plazmát képez alacsony frekvenciájú RF teljesítmény gerjesztése alatt. A plazmát töltött elektronokból és ionokból, a reakciókamrában lévő gázokból elektronok hatására állítják elő, az ionokká történő átalakítás mellett, de az energiát is képes felszívni, és nagyszámú aktív csoportot képez. A reakcióképes csoportok diffúzió vagy elektromos mező hatására eljutnak a SiO2 felületéhez, ahol kémiai reakciójuk van a maratott anyag felületével, és illékony reakciótermékeket képeznek, amelyek a maratott anyag felületéből kiszabadulnak, és kivonják a üreget a vákuumrendszer által.
5. lépés: ARC (fényvisszaverő bevonat) lerakódás
A fényezett fényvisszaverő fólia polírozott szilícium felületének visszaverő képessége 35%. A felületi visszaverődés csökkentése és az akkumulátor konverziós hatékonyságának javítása érdekében egy szilícium-nitrid-visszatükröző fóliát kell elhelyezni. Napjainkban a PECVD berendezéseket gyakran használják az antipreflection film előállítására az ipari termelésben. A PECVD plazma fokozott kémiai gőz lerakódás. Az alacsony hőmérsékletű plazma technikai elve az energiaforrásként használatos, a katódon lévő minta alacsony nyomáson kigyullad, a ragyogó kisülési fűtési minták felhasználásával előre meghatározott hőmérsékletre, majd átjutnak a SiH4 és NH3 reakciógázba. kémiai reakciókon és plazmán keresztül a gáz a szilárd felületen képződik, a szilícium-nitrid vékony film. Általában véve a vékonyrétegek, amelyeket ezzel a plazma-fokozott kémiai gőz-lerakódási módszerrel helyeznek el, körülbelül 70 nm vastag. Az ilyen vastagságú fólia optikailag funkcionális. A vékonyréteg-interferencia elvével a fényvisszaverődés nagymértékben csökkenthető, a rövidzárlati áram és az akkumulátor kimenete jelentősen megnőhet, és a hatékonyság is javítható.
6. lépés: Kapcsolatfelvétel a nyomtatással
A szitanyomásos napelemek PN-csomópontba készültek a szöszkészítés, a diffúzió és a PECVD után, és más folyamatok, amelyek villamos áramot hozhatnak létre fény alatt. A generált áram exportálásához pozitív és negatív elektródokat kell készíteni az akkumulátor felületén. Az elektródák előállításának számos módja van, és a szitanyomás a legelterjedtebb eljárás a napelemes elektródák előállítására. A szitanyomás a dombornyomás módszerét alkalmazza, hogy kinyomtassa az előre meghatározott grafikát az aljzatra.
A berendezés három részből áll: ezüst paszta nyomtatás az akkumulátor hátoldalán, alumínium paszta nyomtatás az akkumulátor hátoldalán és ezüst paszta nyomtatás az akkumulátor elején. Működési elve: a hálószemhálót használja a méreten keresztül, és a huzalhálót tartalmazó kaparóval bizonyos nyomást alkalmazzon, miközben a huzalháló másik vége felé mozog. A tinta a grafikus szakasz hálójából a mozgatáskor összenyomható. A paszta viszkozitása miatt a nyomtatás meghatározott tartományon belül van rögzítve. A nyomtatás során a kaparó mindig lineáris érintkezésben van a szitanyomó lappal és az aljzattal, és a kontaktvonal a kaparóval mozog a nyomtatási út befejezéséhez.
7. lépés: Szinterezés
A szilícium ostya szitanyomása után a gyors szinterezés nem használható közvetlenül, szintereléssel, szinterelő kemencével, a szerves gyanta ragasztóanyaggal való meggyújtásával, a maradék szinte tiszta tisztítással, az üveg hatása és a szilícium ostya ezüstelektróda közelében . Amikor az eutektikus hőmérséklet hőmérsékletén lévő ezüstelektród és kristályos szilícium, az olvadt ezüstelektród anyagok bizonyos arányban lévő kristályos szilíciumatomjai, a kialakuló és az ozmikus kontaktelektródok javítják a cellás áramkör feszültségét és két kulcsfontosságú paramétert töltenek be, az ellenállási jellemzőit, a napelemek átalakítási hatékonyságának javítása érdekében.
A szinterelő kemence három szakaszra osztható: előkészítés, szinterelés és hűtés. A szinterelő szakasz célja a polimer kötőanyag lebomlása és a zagyban történő égetése. A szinterelési fázisban a zsugorító testben különböző fizikai és kémiai reakciók jönnek létre az ellenálló filmszerkezet kialakításához, és valóban az ellenállási tulajdonságokkal rendelkeznek. Ebben a szakaszban a hőmérséklet eléri a csúcsot. A hűtési és hűtési szakaszban az üveg lehűl, megszilárdul és megszilárdul, hogy az ellenálló filmszerkezet rögzítve maradjon az aljzathoz.
8. lépés: Tesztelés és cellarendezés
A most összeszerelhető napelemeket szimulált napfényes körülmények között tesztelik, majd osztályozzák és osztályozzák hatékonyságuk alapján. Ezt egy napelemes tesztelő eszköz kezeli, amely automatikusan teszteli és rendezi a cellákat. A gyári munkásoknak csak akkor kell visszavonniuk a cellákat a megfelelő hatékonysági adattárból, amelyre a gép választotta a cellákat.
A napelem akkor lényegében új nyersanyaggá válik, amelyet a napelemes modulok összeszerelésére használnak. A gyártási folyamat simaságától és az alap szilícium ostya anyagminőségétől függően a napelemek végső eredményét a napelemek minőségi osztályaiba sorolják.
Perifériás berendezések és feltételek
Szükség van a perifériákra az akkumulátor, az áramellátás, a vízellátás, a vízelvezetés, a vákuum, a vákuum, a speciális gőz és egyéb perifériák gyártási folyamatában. A tűzvédelem és a környezetvédelmi berendezések szintén fontosak a biztonság és a fenntartható fejlődés biztosításához.
Az 50MW éves kapacitású napelemes gyártósor csak 1800KW teljesítmény- és teljesítményberendezés-fogyasztás. A tiszta víz mennyisége kb. 15 tonna / óra, és a vízminőség a kínai e-minőségű víz GB / t11446.1-1997 műszaki követelményeinek kielégítéséhez szükséges. Az eljárás hűtési vízfogyasztása körülbelül 15 tonna / óra, a részecskeméret a vízben nem lehet több mint 10 mikron, és a vízellátás hőmérséklete 15-20 ℃. A vákuumkisülés körülbelül 300M3 / H. Ehhez körülbelül 20 köbméter nitrogént és 10 köbméter oxigént igényel. Figyelembe véve a speciális gázok, például a szilán biztonsági tényezőit, szükség van egy speciális gázintervallum létrehozására az abszolút gyártásbiztonság biztosítása érdekében. Ezen túlmenően a szilán égőtorony és a szennyvíztisztító állomás szintén szükséges a sejtek előállításához.
