Postoji osam koraka za proizvodnju solarnih ćelija od silicijumskih pločica do konačnog testiranja spremne solarne ćelije.
Korak 1: Provera vafla
Silikonska ploča je nosač solarnih ćelija. Kvaliteta silicijumske ploče direktno određuje efikasnost konverzije solarnih ćelija, pa je potrebno testirati ulaznu silicijsku ploču. Ovaj proces se uglavnom koristi za onlajn merenje nekih tehničkih parametara silicijumskih pločica, kao što su hrapavost površine, životni vek manjine, otpornost, P / N tip i mikropukotina, itd. Oprema se sastoji od automatskog utovara i istovara, prenosa vafla, integracije sistema i četiri modula za detekciju.
Među njima, fotonaponski silikonski detektor vafla detektira hrapavost površine silicijumske ploče i istovremeno detektira parametre izgleda kao što su veličina i dijagonalna linija silicijumske ploče. Modul za otkrivanje mikropukotina koristi se za detekciju unutarnjih mikropukotina od silikonske ploče. Osim toga, postoje dva modula za detekciju, od kojih je jedan online modul za testiranje koji uglavnom ispituje otpornost na vafle i tip napolitanke, a drugi modul se koristi za testiranje manjinskog života silikonskih pločica. Prije otkrivanja životnog vijeka i otpora manjine, treba otkriti dijagonalu i mikropukotinu silikonske podloge, a oštećenu silicijsku pločicu treba automatski ukloniti. Oprema za testiranje vafla može automatski učitati i istovariti napolju, i može staviti nekvalificirane proizvode u fiksnu poziciju, kako bi se poboljšala točnost i učinkovitost testiranja.
Korak 2: Teksturiranje i čišćenje
Priprema površine monokristalnog silikonskog antilopa koristi se anizotropnom korozijom silikona kako bi se na silicijskoj površini svakog kvadratnog centimetra formirale milione četverostrane piramidalne strukture. Zbog višestruke refleksije i prelamanja upadne svjetlosti na površini, apsorpcija svjetlosti se povećava, a struja kratkog spoja i učinkovitost konverzije baterije se poboljšavaju.
Silikonske anizotropne otopine za koroziju su obično topla alkalna rješenja. Dostupne baze su natrijum hidroksid, kalijum hidroksid, litijum hidroksid i etilendiamin. Većina od njih koristi jeftini razređeni rastvor natrijum hidroksida sa koncentracijom od oko 1% da bi pripremio antilop silicij, a temperatura korozije je 70-85 ℃. Da bi se dobila uniformna antilopa, alkoholi kao što su etanol i izopropanol treba dodati kao sredstva za kompleksiranje kako bi se ubrzala korozija silicija. Prije pripreme antilopa, silicijska ploča će podvrgnuti početnoj površinskoj koroziji, a za uklanjanje će se koristiti oko 20 ~ 25 mikrona alkalne ili kisele tekućine za koroziju. Nakon korodiranja kožice, vrši se opšte hemijsko čišćenje. Silikonske pločice pripremljene na površini ne smiju se dugo čuvati u vodi kako bi se spriječila kontaminacija.
Korak 3: Difuzija
Velika površina PN spoja je potrebna da bi se realizovala konverzija svetlosne energije u električnu energiju. Difuzna peć je specijalna oprema za proizvodnju PN spoja solarnih ćelija. Cevasta difuzna peć uglavnom se sastoji od četiri dijela: gornjeg dijela kvarcnog čamca, komore za ispušni plin, dijela tijela peći i dijela plinske kutije. Generalno, kao izvor difuzije koristi se tekući izvor fosfornog oksiklorida. Silikonske pločice tipa P se stavljaju u kvarcni kontejner cevaste difuzne peći. Fosforni oksiklorid se stavlja u kvarcni kontejner azotom na visokoj temperaturi od 850-900 stepeni Celzijusa. Fosforni oksiklorid reagira sa silicijumskim pločicama da bi se dobilo fosforne atome. Nakon određenog vremenskog perioda, atomi fosfora ulaze u površinski sloj silikonskih pločica sa svih strana, i prodiru u silicijumske ploče kroz jaz između atoma silicija, formirajući spoj n-tipa poluprovodnika i p-tipa poluvodiča, odnosno PN spoj. PN spoj koji je proizveden ovom metodom ima dobru uniformnost, nejednakost otpora bloka je manja od 10%, a manjinski životni vek je veći od 10ms. Izrada PN spoja je najosnovniji i ključni proces u proizvodnji solarnih ćelija. Jer to je formiranje PN spoja, tako da se elektroni i rupe u toku ne vraćaju u original, tako da je formiranje struje, koristeći žicu za izvođenje struje, direktna struja. Ovaj proces se koristi u proizvodnji i proizvodnji solarnih ćelija.
Korak 4: Izolacija i čišćenje ivica
Pomoću hemijske korozije, silicijumske pločice su uronjene u rastvor fluorovodične kiseline da bi se generisala hemijska reakcija da bi se formirala rastvorna kompleksna heksafluorosilikatna kiselina, kako bi se nakon difuzije uklonio sloj silikonskog stakla formiranog na površini silicijumskih pločica. U procesu difuzije, POCL3 reagira s O2 da generira P2O5 taloženje na površini silikonske ploče. P2O5 reagira sa Si da bi se stvorili atomi SiO2 i fosfora. Na taj način se na površini silicijumske ploče formira sloj fosfornih elemenata koji sadrže SiO2, koji se naziva fosfosilikonsko staklo.
Oprema za fosforno silikonsko staklo se uglavnom sastoji od tela, rezervoara za čišćenje, servo pogona, mehaničke ruke, električnog kontrolnog sistema i automatskog sistema za distribuciju kiseline, itd. Glavni izvori energije su fluorovodonična kiselina, azot, komprimovani vazduh, čista voda, odvod toplote i otpadne vode. Hidrofluorna kiselina može rastvoriti silicijum dioksid jer fluorovodična kiselina reagira sa silicijem i formira isparljivi silicijum-tetrafluorid. Ako je fluorovodična kiselina prekomjerna, silicijum tetrafluorid nastao reakcijom će dalje reagirati s fluorovodičnom kiselinom kako bi se dobila topljiva kompleksna heksafluorosilikatna kiselina.
Zbog procesa difuzije, čak i ako se koristi back-to-back difuzija, sve površine, uključujući i rubove silicijumske ploče, neizbježno će se raspršiti sa fosforom. Fotogenerisani elektroni sakupljeni sa prednje strane PN spoja će teći u stražnji dio PN spoja duž ruba fosfornog područja, uzrokujući kratki spoj. Stoga, dopirani silicij oko solarne ćelije mora biti urezan kako bi se uklonio PN spoj na ivici ćelije.
Za završetak ovog procesa obično se koristi plazma jetkanje. Graviranje plazmom je proces u kojem se roditeljski molekul reaktivnog plina CF4 ionizira i formira plazmu pod pobudom rf snage pri niskom tlaku. Plazma se sastoji od naelektrisanih elektrona i iona, a gas u reakcionoj komori pod uticajem elektrona, pored toga što se transformiše u ione, ali takođe može apsorbovati energiju i formirati veliki broj aktivnih grupa. Reaktivne grupe dospijevaju na površinu SiO2 uslijed difuzije ili pod djelovanjem električnog polja, gdje imaju kemijske reakcije s površinom urezanog materijala, te stvaraju hlapljive reakcijske produkte koji izlaze s površine ugraviranog materijala i izvlače se iz šupljine pomoću vakuumskog sistema.
Korak 5: ARC (Anti-Reflective Coating) Depozicija
Refleksija polirane silikonske površine presvučenog antirefleksijskog filma je 35%. Da bi se smanjila površinska refleksija i poboljšala efikasnost konverzije baterije, sloj antirefleksijskog filma od silicij nitrida treba da se deponuje. Danas se PECVD oprema često koristi za pripremu antirefleksnog filma u industrijskoj proizvodnji. PECVD je plazma poboljšano kemijsko taloženje para. To je tehnički princip niskotemperaturne plazme se koristi kao izvor energije, uzorak na katodi glow razvoda pod niskim tlakom, koristeći žar pumpe za zagrijavanje uzoraka do unaprijed određene temperature, a zatim prolaze u reakcijski plin SiH4 i NH3, gas kroz niz hemijskih reakcija i plazme, formirajući čvrsti film na površini uzorka su tanki slojevi silicij nitrida. Generalno, tanke folije koje su odložene ovom plazmom poboljšanom metodom kemijskog taloženja su debljine oko 70nm. Film ove debljine je optički funkcionalan. Koristeći princip interferencije tankog filma, refleksija svjetla može se uvelike smanjiti, struja kratkog spoja i izlaz baterije mogu se uvelike povećati, a učinkovitost se također može poboljšati.
Korak 6: Kontakt štampanje
Solarne ćelije za sito štampu su napravljene u PN spoju nakon izrade vlakana, difuzije i PECVD i drugih procesa, koji mogu generisati električnu struju pod svetlošću. Da bi se izvezla generisana struja, na površini akumulatora treba napraviti pozitivne i negativne elektrode. Postoji mnogo načina za izradu elektroda, a sitotisak je najčešći proces za proizvodnju elektroda od solarnih ćelija. Štampanje na ekranu KORISTI metodu utiskivanja za štampanje unaprijed određene grafike na podlozi.
Oprema se sastoji od tri dijela: srebrena pasta na poleđini baterije, tisak aluminijske paste na poleđini baterije i srebrena pasta na prednjoj strani baterije. Njen princip rada je: koristiti mrežaste mreže kroz veličinu, sa strugačem u veličini žičane mreže za primjenu određenog pritiska, dok se kreće prema drugom kraju žičane mreže. Tinta se može stisnuti od mreže grafičkog dela do podloge dok se kreće. Zbog viskoznosti paste, otisak je fiksiran unutar određenog raspona. Prilikom štampanja, strugač je uvijek u linearnom kontaktu sa pločom i podlogom za sito štampu, a kontaktna linija se pomiče sa strugačem kako bi dovršila put štampanja.
Korak 7: Sinteriranje
Brzo sinterovanje nakon sitotiska silikonskih pločica, ne može se direktno koristiti, treba sinterirati peći za sinteriranje, sagorijevanje ljepila organske smole, preostalo gotovo čisto, zbog efekta stakla i blizu srebrne elektrode na silicijumskim pločicama . Kada srebrena elektroda i kristalni silicij u temperaturi eutektične temperature, kristalni atomi silicija sa određenim proporcijama u rastaljenom srebrenom elektrodnom materijalu, formiraju i ohmski kontaktne elektrode, poboljšavaju napon ćelijskog otvorenog kruga i faktor punjenja dva ključna parametra, čine njegove karakteristike otpora, u cilju poboljšanja efikasnosti konverzije solarnih ćelija.
Peć za sinteriranje je podijeljena u tri faze: presinteriranje, sinteriranje i hlađenje. Svrha faze presinteriranja je razgradnja i spaljivanje polimernog veziva u kaši. U fazi sinterovanja u tijelu za sinterovanje dovršavaju se različite fizičke i kemijske reakcije kako bi se formirala rezistentna filmska struktura i učinilo da ona zaista ima otporne karakteristike. U ovoj fazi temperatura dostiže vrhunac. U fazi hlađenja i hlađenja, staklo se hladi, stvrdnjava i stvrdnjava, tako da se otporna filmska struktura čvrsto drži na podlozi.
Korak 8: Testiranje i sortiranje ćelija
Sada spremne za montažu solarne ćelije su testirane pod simuliranim uvjetima sunčeve svjetlosti, a zatim klasificirane i sortirane prema njihovoj učinkovitosti. To se obavlja pomoću uređaja za testiranje solarnih ćelija koji automatski testira i sortira ćelije. Radnici u fabrici onda samo moraju da povuku ćelije iz odgovarajućeg skladišta efikasnosti do kojeg je mašina sortirala ćelije.
Solarna ćelija tada u osnovi postaje nova sirovina koja se zatim koristi u montaži solarnih PV modula. U zavisnosti od glatkoće procesa proizvodnje i osnovnog kvaliteta materijala od silicijuma, konačni ishod u obliku solarne ćelije se dalje klasifikuje u različite kvalitete solarnih ćelija.
Periferna oprema i uslovi
Potrebna je periferna oprema u procesu proizvodnje baterija, napajanja, vodovoda, odvoda, vakuuma, specijalne pare i drugih perifernih objekata. Zaštita od požara i oprema za zaštitu okoliša su također važni za osiguranje sigurnosti i održivog razvoja.
Proizvodna linija solarnih ćelija sa godišnjim kapacitetom od 50 MW, samo procesna i energetska oprema je oko 1800 kW. Količina čiste vode je oko 15 tona na sat, a kvalitet vode je potreban da bi se zadovoljio tehnički standard e-1 kineske vode e-klase GB / t11446.1-1997. Potrošnja rashladne vode u procesu je oko 15 tona na sat, veličina čestica u vodi ne bi trebala biti veća od 10 mikrona, a temperatura dovoda vode 15-20. Vakuumsko pražnjenje je oko 300M3 / H. Takođe je potrebno oko 20 kubnih metara azota i 10 kubnih metara kiseonika. Uzimajući u obzir faktore sigurnosti specijalnih gasova kao što je silan, potrebno je uspostaviti poseban gasni interval kako bi se osigurala apsolutna sigurnost proizvodnje. Pored toga, toranj za sagorevanje silana i stanica za tretman kanalizacije su takođe neophodni objekti za proizvodnju ćelija.
