Päikesepatareid

Päikesepatareid jagunevad kristalliliseks räniks ja amorfseks räniks, mille hulgast saab kristallilisi ränielemente veel jagada monokristallilisteks ja polükristallilisteks elementideks;monokristallilise räni efektiivsus erineb kristallilise räni omast.

Klassifikatsioon:

Hiinas tavaliselt kasutatavad päikesekristallilised ränielemendid võib jagada järgmisteks osadeks:

Üks kristall 125*125

Üks kristall 156*156

Polükristalliline 156*156

Üks kristall 150*150

Üks kristall 103*103

Polükristalliline 125*125

Tootmisprotsess:

Päikesepatareide tootmisprotsess jaguneb räniplaadi kontrollimiseks – pinna tekstureerimiseks ja peitsimiseks – difusiooniühenduseks – räniklaasi fosforitatsiooniks – plasmasöövitamiseks ja peitsimiseks – peegeldusvastaseks katmiseks – siiditrükkimiseks – kiireks paagutamiseks jne. Detailid on järgmised:

1. Räniplaadi kontroll

Räniplaadid on päikesepatareide kandjad ja räniplaatide kvaliteet määrab otseselt päikesepatareide muundamise efektiivsuse.Seetõttu on vaja sissetulevaid räniplaate kontrollida.Seda protsessi kasutatakse peamiselt räniplaatide mõningate tehniliste parameetrite online-mõõtmiseks, need parameetrid hõlmavad peamiselt vahvli pinna ebatasasust, vähemuskanduri eluiga, takistust, P/N tüüpi ja mikropragusid jne. See seadmete rühm jaguneb automaatseks laadimiseks ja mahalaadimiseks. , räniplaadi ülekanne, süsteemiintegratsiooni osa ja neli tuvastusmoodulit.Nende hulgas tuvastab fotogalvaaniline räniplaadi detektor räniplaadi pinna ebatasasused ja tuvastab samaaegselt sellised välimusparameetrid nagu räniplaadi suurus ja diagonaal;mikropragude tuvastamise moodulit kasutatakse räniplaadi sisemiste mikropragude tuvastamiseks;lisaks on kaks tuvastusmoodulit, ühte veebipõhistest testimoodulitest kasutatakse peamiselt räniplaatide kogutakistuse ja räniplaatide tüübi testimiseks ning teist moodulit kasutatakse räniplaatide vähemuskandja eluea tuvastamiseks.Enne vähemuskandja eluea ja takistuse tuvastamist on vaja tuvastada räniplaadi diagonaal- ja mikropraod ning kahjustatud räniplaat automaatselt eemaldada.Räniplaatide kontrollimisseadmed suudavad vahvleid automaatselt laadida ja maha laadida ning asetada kvalifitseerimata tooted kindlasse asendisse, parandades seeläbi kontrolli täpsust ja tõhusust.

2. Pind tekstureeritud

Monokristallilise räni tekstuuri valmistamisel kasutatakse räni anisotroopset söövitamist, et moodustada iga räni ruutsentimeetri pinnal miljoneid tetraeedrilisi püramiide, see tähendab püramiidstruktuure.Pinnale langeva valguse mitmekordse peegelduse ja murdumise tõttu suureneb valguse neeldumine ning aku lühisvool ja muundamise efektiivsus.Räni anisotroopne söövituslahus on tavaliselt kuum leeliseline lahus.Saadaolevad leelised on naatriumhüdroksiid, kaaliumhüdroksiid, liitiumhüdroksiid ja etüleendiamiin.Suurem osa seemisnahast ränist valmistatakse naatriumhüdroksiidi odava lahjendatud lahuse abil, mille kontsentratsioon on umbes 1% ja söövitustemperatuur on 70–85 °C.Ühtlase seemisnaha saamiseks tuleks lahusele lisada kompleksi moodustavate ainetena ka alkohole, nagu etanool ja isopropanool, et kiirendada räni korrosiooni.Enne seemisnaha valmistamist tuleb ränivahvli pealispind eelnevalt söövitada ja umbes 20-25 μm söövitatakse leeliselise või happelise söövituslahusega.Pärast seemisnaha söövitamist viiakse läbi üldine keemiline puhastus.Pinnaga ettevalmistatud räniplaate ei tohiks saastumise vältimiseks pikka aega vees hoida ning need tuleks võimalikult kiiresti hajutada.

3. Difusioonisõlm

Päikesepatareid vajavad suure pindalaga PN-ristmikku valgusenergia muundamiseks elektrienergiaks ning difusioonahi on spetsiaalne seade päikesepatareide PN-ristmiku valmistamiseks.Torukujuline difusioonahi koosneb peamiselt neljast osast: kvartspaadi ülemisest ja alumisest osast, heitgaasikambrist, ahju korpusest ja gaasikapi osast.Difusioon kasutab difusiooniallikana tavaliselt vedelat fosforoksükloriidi allikat.Asetage P-tüüpi ränivahv torukujulise difusiooniahju kvartsmahutisse ja viige lämmastiku abil kõrgel temperatuuril 850-900 kraadi kvartsanumasse fosforoksükloriid.Fosforoksükloriid reageerib ränivahvliga, et saada fosforit.aatom.Teatud aja möödudes sisenevad fosfori aatomid kõikjalt räniplaadi pinnakihti ning tungivad ja difundeeruvad ränivahvlisse räni aatomite vaheliste pilude kaudu, moodustades liidese N-tüüpi pooljuhi ja P-tüüpi pooljuhi vahel. tüüpi pooljuht, see tähendab PN-siirde.Selle meetodiga toodetud PN-ristmikul on hea ühtlus, lehe takistuse ebaühtlus on alla 10% ja vähemuskandja eluiga võib olla pikem kui 10 ms.PN-ristmiku valmistamine on päikesepatareide tootmisel kõige elementaarsem ja kriitilisem protsess.Kuna tegemist on PN-siirde moodustumisega, ei naase elektronid ja augud peale voolamist oma algsetele kohtadele, mistõttu tekib vool ning vool tõmmatakse välja juhtmega, milleks on alalisvool.

4. Defosforüülimise silikaatklaas

Seda protsessi kasutatakse päikesepatareide tootmisprotsessis.Keemilise söövitamise teel sukeldatakse ränivahv vesinikfluoriidhappe lahusesse, et tekitada keemiline reaktsioon, mille tulemusena saadakse difusioonisüsteemi eemaldamiseks lahustuv kompleksühend heksafluorränihape.Räniplaadi pinnale tekkis pärast ristmikku fosfosilikaatklaasi kiht.Difusiooniprotsessi ajal reageerib POCL3 O2-ga, moodustades P2O5, mis sadestub räniplaadi pinnale.P2O5 reageerib Si-ga, tekitades SiO2 ja fosfori aatomeid. Sel viisil moodustub räniplaadi pinnale SiO2 kiht, mis sisaldab fosforielemente, mida nimetatakse fosfosilikaatklaasiks.Fosforsilikaatklaasi eemaldamise seadmed koosnevad tavaliselt põhikorpusest, puhastuspaagist, servoajamisüsteemist, mehaanilisest hoovast, elektrilisest juhtimissüsteemist ja automaatsest happejaotussüsteemist.Peamised jõuallikad on vesinikfluoriidhape, lämmastik, suruõhk, puhas vesi, soojusväljatõmbetuul ja heitvesi.Vesinikfluoriidhape lahustab ränidioksiidi, kuna vesinikfluoriidhape reageerib ränidioksiidiga, tekitades lenduva ränitetrafluoriidi gaasi.Kui vesinikfluoriidhapet on liiga palju, reageerib reaktsiooni käigus tekkinud ränitetrafluoriid edasi vesinikfluoriidhappega, moodustades lahustuva kompleksi, heksafluorränihappe.

5. Plasma söövitamine

Kuna difusiooniprotsessi ajal hajub fosfor paratamatult kõikidele pindadele, kaasa arvatud räniplaadi servadele, isegi kui kasutatakse vastassuunalist difusiooni.PN-ristmiku esiküljele kogutud fotogenereeritud elektronid voolavad mööda servaala, kus fosfor hajub PN-ristmiku tagaküljele, põhjustades lühise.Seetõttu tuleb päikesepatarei ümbritsev legeeritud räni söövitada, et eemaldada PN-ühendus elemendi serval.Seda protsessi tehakse tavaliselt plasmasöövitamise tehnikate abil.Plasmasöövitus on madalrõhu olekus, reaktiivgaasi CF4 lähtemolekulid ergastatakse raadiosagedusliku võimsusega ionisatsiooni tekitamiseks ja plasma moodustamiseks.Plasma koosneb laetud elektronidest ja ioonidest.Elektronide mõjul võib reaktsioonikambris olev gaas energiat neelata ja lisaks ioonideks muutumisele moodustada suure hulga aktiivseid rühmi.Aktiivsed reaktiivsed rühmad jõuavad difusiooni või elektrivälja mõjul SiO2 pinnale, kus nad reageerivad keemiliselt söövitava materjali pinnaga ja moodustavad lenduvaid reaktsiooniprodukte, mis eralduvad töödeldava materjali pinnast. söövitatud ja vaakumsüsteemi abil pumbatakse need õõnsusest välja.

6. Peegeldusvastane kate

Poleeritud räni pinna peegeldusvõime on 35%.Pinna peegelduse vähendamiseks ja elemendi muundamise efektiivsuse parandamiseks on vaja paigaldada räni nitriidist peegeldusvastase kile kiht.Tööstuslikus tootmises kasutatakse PECVD seadmeid sageli peegeldusvastaste kilede valmistamiseks.PECVD on plasma võimendatud keemiline aurustamine-sadestamine.Selle tehniline põhimõte on kasutada energiaallikana madala temperatuuriga plasmat, proov asetatakse hõõglahenduse katoodile madala rõhu all, hõõglahendust kasutatakse proovi kuumutamiseks etteantud temperatuurini ja seejärel sobiv kogus hõõglahendust. kasutusele võetakse reaktiivgaasid SiH4 ja NH3.Pärast mitmeid keemilisi reaktsioone ja plasmareaktsioone moodustub proovi pinnale tahkiskile, st räninitriidkile.Üldiselt on selle plasmaga täiustatud keemilise aur-sadestamise meetodiga sadestatud kile paksus umbes 70 nm.Sellise paksusega kiledel on optiline funktsionaalsus.Kasutades õhukese kile häirete põhimõtet, saab valguse peegeldust oluliselt vähendada, aku lühisvoolu ja väljundit oluliselt suurendada ning tõhusust oluliselt parandada.

7. siiditrükk

Pärast seda, kui päikesepatarei on tekstureerimis-, difusiooni- ja PECVD-protsessid läbinud, on moodustunud PN-ristmik, mis võib valgustuses voolu tekitada.Tekkiva voolu eksportimiseks on vaja aku pinnale teha positiivsed ja negatiivsed elektroodid.Elektroodide valmistamiseks on palju võimalusi ja siiditrükk on päikesepatareide elektroodide valmistamisel kõige levinum tootmisprotsess.Siiditrükk on etteantud mustri trükkimine aluspinnale reljeeftrükkimise abil.Varustus koosneb kolmest osast: hõbe-alumiiniumpasta trükk aku tagaküljele, alumiiniumpasta trükk aku tagaküljele ja hõbepasta trükk aku esiküljele.Selle tööpõhimõte on: kasutage sõela mustri võrgusilma läga läbistamiseks, vajutage sõela lägaosale kaabitsaga teatud survet ja liikuge samal ajal sõela teise otsa poole.Tinti pressitakse graafilise osa võrgust aluspinnale kaabitsa abil, kui see liigub.Pasta viskoosse toime tõttu on jäljend fikseeritud teatud vahemikus ning kaabits on printimise ajal alati lineaarses kontaktis siiditrükiplaadi ja aluspinnaga ning kontaktjoon liigub kaabitsa liikumisega lõpuni. trükijoon.

8. kiire paagutamine

Siiditrükiga silikoonplaati ei saa otse kasutada.Orgaanilise vaigu sideaine põletamiseks tuleb see paagutamisahjus kiiresti paagutada, jättes alles peaaegu puhtad hõbeelektroodid, mis on klaasi toimel räniplaadi külge tihedalt kleepunud.Kui hõbeelektroodi ja kristalse räni temperatuur jõuab eutektilise temperatuurini, integreeritakse kristalse räni aatomid sulahõbeda elektroodi materjali teatud vahekorras, moodustades seeläbi ülemise ja alumise elektroodi oomilise kontakti ning parandades avatud vooluringi. elemendi pinge ja täitustegur.Peamine parameeter on muuta sellel vastupidavusomadused, et parandada raku konversioonitõhusust.

Paagutamisahi jaguneb kolmeks etapiks: eelpaagutamine, paagutamine ja jahutamine.Eelpaagutamisetapi eesmärk on lagundada ja põletada lägas sisalduv polümeersideaine ning temperatuur tõuseb selles etapis aeglaselt;paagutamisetapis viiakse paagutatud kehas lõpule erinevad füüsikalised ja keemilised reaktsioonid, moodustades takistusliku kilestruktuuri, muutes selle tõeliselt vastupidavaks., saavutab temperatuur selles etapis haripunkti;jahutus- ja jahutusfaasis klaas jahutatakse, kõveneb ja tahkub, nii et takistuslik kile struktuur kleepub kindlalt aluspinnale.

9. Välisseadmed

Rakkude tootmise protsessis on vaja ka välisseadmeid, nagu toiteallikas, toide, veevarustus, drenaaž, HVAC, vaakum ja spetsiaalne aur.Ohutuse ja säästva arengu tagamiseks on eriti olulised ka tulekaitse- ja keskkonnakaitsevahendid.Päikesepatareide tootmisliini puhul, mille aastane toodang on 50 MW, on ainuüksi protsessi- ja toiteseadmete energiatarve umbes 1800 kW.Protsessipuhta vee kogus on umbes 15 tonni tunnis ja vee kvaliteedinõuded vastavad Hiina elektroonilise kvaliteediklassi vee GB/T11446.1-1997 EW-1 tehnilisele standardile.Protsessi jahutusvee kogus on samuti umbes 15 tonni tunnis, osakeste suurus veekvaliteedis ei tohiks olla suurem kui 10 mikronit ja veevarustuse temperatuur peaks olema 15-20 °C.Vaakumi heitgaasi maht on umbes 300M3/H.Samas on vaja ka umbes 20 kuupmeetrit lämmastikumahuteid ja 10 kuupmeetrit hapnikumahuteid.Võttes arvesse spetsiaalsete gaaside nagu silaan ohutustegureid, on tootmise ohutuse absoluutseks tagamiseks vaja rajada ka spetsiaalne gaasiruum.Lisaks on rakkude tootmiseks vajalikud rajatised ka silaanipõletustornid ja reoveepuhastid.