Соларне ћелије

Соларне ћелије се деле на кристални силицијум и аморфни силицијум, међу којима се ћелије кристалног силицијума могу даље поделити на монокристалне ћелије и поликристалне ћелије;ефикасност монокристалног силицијума се разликује од ефикасности кристалног силицијума.

Класификација:

Често коришћене соларне кристалне силицијумске ћелије у Кини могу се поделити на:

Монокристал 125*125

Монокристал 156*156

Поликристални 156*156

Монокристал 150*150

Монокристал 103*103

Поликристални 125*125

Производни процес:

Процес производње соларних ћелија је подељен на инспекцију силицијумских плочица – текстурирање површине и кисељење – дифузиони спој – дефосфоризација силицијумског стакла – плазма нагризање и лужење – антирефлексни премаз – сито штампа – брзо синтеровање итд. Детаљи су следећи:

1. Инспекција силицијумске плочице

Силицијумске плочице су носиоци соларних ћелија, а квалитет силицијумских плочица директно одређује ефикасност конверзије соларних ћелија.Због тога је потребно прегледати улазне силиконске плочице.Овај процес се углавном користи за онлајн мерење неких техничких параметара силицијумских плочица, ови параметри углавном обухватају неравнине површине плочице, животни век мањинских носача, отпорност, П/Н тип и микропукотине, итд. Ова група опреме је подељена на аутоматско пуњење и истовар. , пренос силицијумске плочице, део за системску интеграцију и четири модула за детекцију.Међу њима, фотонапонски детектор силицијумске плочице детектује неравнине површине силицијумске плочице, и истовремено детектује параметре изгледа као што су величина и дијагонала силицијумске плочице;модул за детекцију микро-пукотина се користи за откривање унутрашњих микро-пукотина на силицијумској плочици;поред тога, постоје два модула за детекцију, један од модула за тестирање на мрежи се углавном користи за тестирање отпорности силицијумских плоча и типа силицијумских плочица, а други модул се користи за откривање животног века мањинског носиоца силицијумских плочица.Пре детекције животног века и отпорности мањинских носача, потребно је детектовати дијагонале и микро-пукотине силицијумске плочице, и аутоматски уклонити оштећену силицијумску плочицу.Опрема за инспекцију силицијумских плочица може аутоматски да учитава и истоварује плочице и може да постави неквалификоване производе у фиксни положај, чиме се побољшава тачност и ефикасност инспекције.

2. Површинска текстура

Припрема текстуре монокристалног силицијума је коришћење анизотропног нагризања силицијума за формирање милиона тетраедарских пирамида, односно пирамидалних структура, на површини сваког квадратног центиметра силицијума.Због вишеструке рефлексије и преламања упадне светлости на површини, апсорпција светлости је повећана, а струја кратког споја и ефикасност конверзије батерије су побољшани.Анизотропни раствор силицијума је обично врући алкални раствор.Доступне алкалије су натријум хидроксид, калијум хидроксид, литијум хидроксид и етилендиамин.Већина антилоп силицијума се припрема коришћењем јефтиног разблаженог раствора натријум хидроксида са концентрацијом од око 1%, а температура нагризања је 70-85 °Ц.Да би се добио уједначен антилоп, у раствор треба додати и алкохоле као што су етанол и изопропанол као средства за стварање комплекса да би се убрзала корозија силицијума.Пре него што се антилоп припреми, силицијумска плочица се мора подвргнути претходном површинском нагризању, а око 20-25 μм се нагриза алкалним или киселим раствором за јеткање.Након што је антилоп урезан, врши се опште хемијско чишћење.Површински припремљене силиконске плочице не треба дуго чувати у води да би се спречила контаминација, већ их треба што пре распршити.

3. Дифузиони чвор

Соларним ћелијама је потребан ПН спој велике површине да би се реализовала конверзија светлосне енергије у електричну енергију, а дифузиона пећ је посебна опрема за производњу ПН споја соларних ћелија.Цеваста дифузиона пећ се углавном састоји од четири дела: горњег и доњег дела кварцног чамца, коморе за издувне гасове, дела тела пећи и дела гасног кабинета.Дифузија генерално користи течни извор фосфор оксихлорида као извор дифузије.Ставите силицијумску плочицу типа П у кварцни контејнер цевасте дифузионе пећи и користите азот да унесете фосфор оксихлорид у кварцни контејнер на високој температури од 850-900 степени Целзијуса.Фосфоров оксихлорид реагује са силицијумском плочицом да би се добио фосфор.атом.После одређеног временског периода, атоми фосфора улазе у површински слој силицијумске плочице са свих страна, продиру и дифундују у силицијумску плочицу кроз празнине између атома силицијума, формирајући међупростор између Н-типа полупроводника и П- типа полупроводника, односно ПН споја.ПН спој произведен овом методом има добру униформност, неуједначеност отпора лима је мања од 10%, а животни век мањинског носача може бити већи од 10 мс.Израда ПН споја је најосновнији и најкритичнији процес у производњи соларних ћелија.Пошто се ради о формирању ПН споја, електрони и рупе се не враћају на своја првобитна места након протока, тако да се формира струја, а струја се извлачи жицом, која је једносмерна струја.

4. Дефосфорилационо силикатно стакло

Овај процес се користи у процесу производње соларних ћелија.Хемијским нагризањем, силицијумска плочица се урања у раствор флуороводоничне киселине да би се произвела хемијска реакција за генерисање растворљивог комплексног једињења хексафлуоросилицијумске киселине за уклањање дифузионог система.Слој фосфосиликатног стакла формиран на површини силицијумске плочице након споја.Током процеса дифузије, ПОЦЛ3 реагује са О2 и формира П2О5 који се таложи на површини силицијумске плочице.П2О5 реагује са Си и ствара атоме СиО2 и фосфора. На тај начин се формира слој СиО2 који садржи фосфорне елементе на површини силицијумске плочице, која се назива фосфосиликатно стакло.Опрема за уклањање фосфор-силикатног стакла се углавном састоји од главног тела, резервоара за чишћење, система серво погона, механичке руке, електричног управљачког система и аутоматског система за дистрибуцију киселине.Главни извори енергије су флуороводонична киселина, азот, компримовани ваздух, чиста вода, топлотни издувни ветар и отпадне воде.Флуороводонична киселина раствара силицијум јер флуороводонична киселина реагује са силицијумом да би створила испарљиви гас силицијум тетрафлуорид.Ако је флуороводонична киселина превелика, силицијум тетрафлуорид произведен реакцијом ће даље реаговати са флуороводоничном киселином да би се формирао растворљиви комплекс, хексафлуоросилицијску киселину.

1

5. Плазма гравирање

Будући да током процеса дифузије, чак и ако се усвоји дифузија бацк-то-бацк, фосфор ће неизбежно бити дифундован на свим површинама укључујући ивице силицијумске плочице.Фотогенерисани електрони прикупљени на предњој страни ПН споја ће тећи дуж ивичне области где се фосфор дифундује на задњу страну ПН споја, узрокујући кратак спој.Због тога, допирани силицијум око соларне ћелије мора бити урезан да би се уклонио ПН спој на ивици ћелије.Овај процес се обично ради помоћу техника јеткања плазмом.Јеткање плазмом је у стању ниског притиска, родитељски молекули реактивног гаса ЦФ4 су побуђени снагом радио фреквенције да генеришу јонизацију и формирају плазму.Плазма се састоји од наелектрисаних електрона и јона.Под утицајем електрона, гас у реакционој комори може да апсорбује енергију и формира велики број активних група поред тога што се претвара у јоне.Активне реактивне групе доспевају на површину СиО2 услед дифузије или под дејством електричног поља, где хемијски реагују са површином материјала који се нагриза, и формирају испарљиве продукте реакције који се одвајају од површине материјала који се нагриза. урезани, и пумпају се из шупљине помоћу вакуумског система.

6. Анти-рефлексни премаз

Рефлективност полиране површине силикона је 35%.Да би се смањила површинска рефлексија и побољшала ефикасност конверзије ћелије, потребно је нанети слој антирефлексног филма од силицијум нитрида.У индустријској производњи, ПЕЦВД опрема се често користи за припрему антирефлексних филмова.ПЕЦВД је плазма побољшано хемијско таложење паре.Његов технички принцип је да се као извор енергије користи плазма ниске температуре, узорак се поставља на катоду усијаног пражњења под ниским притиском, усијано пражњење се користи за загревање узорка до унапред одређене температуре, а затим одговарајућу количину уводе се реактивни гасови СиХ4 и НХ3.Након низа хемијских реакција и плазма реакција, на површини узорка настаје филм у чврстом стању, односно филм силицијум нитрида.Генерално, дебљина филма депонованог овом методом хемијског таложења помоћу плазме је око 70 нм.Филмови ове дебљине имају оптичку функционалност.Користећи принцип интерференције танког филма, рефлексија светлости се може знатно смањити, струја кратког споја и излаз батерије су значајно повећани, а ефикасност је такође значајно побољшана.

7. сито штампа

Након што је соларна ћелија прошла кроз процесе текстурирања, дифузије и ПЕЦВД, формиран је ПН спој који може да генерише струју под осветљењем.За експорт генерисане струје потребно је направити позитивне и негативне електроде на површини батерије.Постоји много начина за прављење електрода, а сито штампа је најчешћи производни процес за израду електрода соларних ћелија.Сито штампа је штампање унапред одређеног узорка на подлози помоћу утискивања.Опрема се састоји од три дела: штампа сребрно-алуминијумске пасте на задњој страни батерије, штампа алуминијумске пасте на задњој страни батерије и штампа сребрне пасте на предњој страни батерије.Његов принцип рада је: користите мрежу шаблона сита да продрете у кашу, примените одређени притисак на део сита са стругачем и истовремено се померите ка другом крају екрана.Мастило се истискује са мрежице графичког дела на подлогу помоћу брисача док се креће.Због вискозног ефекта пасте, отисак је фиксиран у одређеном опсегу, а брисач је увек у линеарном контакту са плочом за сито штампање и подлогом током штампе, а контактна линија се помера са кретањем брисача до завршетка штампарски потез.

8. брзо синтеровање

Силиконска плочица са ситоштампом не може се директно користити.Потребно га је брзо синтеровати у пећи за синтеровање да би сагорело везиво органске смоле, остављајући скоро чисте сребрне електроде које су блиско залепљене за силицијумску плочицу услед деловања стакла.Када температура сребрне електроде и кристалног силицијума достигне еутектичку температуру, атоми кристалног силицијума се интегришу у растопљени материјал сребрне електроде у одређеној пропорцији, чиме се формира омски контакт горње и доње електроде и побољшава отворени круг напон и фактор пуњења ћелије.Кључни параметар је да има карактеристике отпорности како би се побољшала ефикасност конверзије ћелије.

Пећ за синтеровање је подељена у три фазе: предсинтеровање, синтеровање и хлађење.Сврха фазе претходног синтеровања је разлагање и сагоревање полимерног везива у суспензији, а температура у овој фази полако расте;у фази синтеровања, различите физичке и хемијске реакције се завршавају у синтерованом телу да би се формирала отпорна филмска структура, што га чини заиста отпорним., температура достиже врхунац у овој фази;у фази хлађења и хлађења, стакло се хлади, стврдњава и учвршћује, тако да је отпорна филмска структура чврсто приањана за подлогу.

9. Периферни уређаји

У процесу производње ћелија потребни су и периферни објекти као што су напајање, струја, водоснабдевање, дренажа, ХВАЦ, вакуум и специјална пара.Заштита од пожара и опрема за заштиту животне средине такође су од посебног значаја за обезбеђење безбедности и одрживог развоја.За производну линију соларних ћелија са годишњом снагом од 50МВ, само потрошња енергије процесне и енергетске опреме је око 1800КВ.Количина технолошке чисте воде је око 15 тона на сат, а захтеви за квалитет воде испуњавају ЕВ-1 технички стандард кинеске воде електронске класе ГБ/Т11446.1-1997.Количина процесне расхладне воде је такође око 15 тона на сат, величина честица у квалитету воде не би требало да буде већа од 10 микрона, а температура довода воде треба да буде 15-20 °Ц.Запремина вакуумског издувног гаса је око 300М3/Х.Истовремено, потребно је и око 20 кубних метара резервоара за складиштење азота и 10 кубних метара резервоара кисеоника.Узимајући у обзир факторе сигурности специјалних гасова као што је силан, такође је неопходно поставити посебну просторију за гас како би се апсолутно осигурала сигурност производње.Поред тога, куле за сагоревање силана и станице за пречишћавање отпадних вода такође су неопходни објекти за производњу ћелија.


Време поста: 30.05.2022