Aurinkokennot

Aurinkokennot jaetaan kiteiseen piiin ja amorfiseen piihin, joista kiteiset piikennot voidaan edelleen jakaa yksikiteisiin kennoihin ja monikiteisiin kennoihin;monokiteisen piin tehokkuus on erilainen kuin kiteisen piin.

Luokittelu:

Kiinassa yleisesti käytetyt aurinkokiteiset piikennot voidaan jakaa seuraaviin:

Yksikide 125*125

Yksikide 156*156

Monikiteinen 156*156

Yksikide 150*150

Yksikide 103*103

Monikiteinen 125*125

Valmistusprosessi:

Aurinkokennojen tuotantoprosessi on jaettu piikiekkojen tarkastukseen – pinnan teksturointiin ja peittaukseen – diffuusioliitokseen – fosforinpoistoon piilasi – plasmaetsaus ja peittaus – heijastuksenestopinnoite – silkkipainatus – nopea sintraus jne. Yksityiskohdat ovat seuraavat:

1. Piikiekon tarkastus

Piikiekot ovat aurinkokennojen kantajia, ja piikiekkojen laatu määrää suoraan aurinkokennojen muunnostehokkuuden.Siksi sisään tulevat piikiekot on tarkastettava.Tätä prosessia käytetään pääasiassa piikiekkojen joidenkin teknisten parametrien online-mittaukseen. Nämä parametrit sisältävät pääasiassa kiekon pinnan epätasaisuuksia, vähemmistön kantoaallon kestoikää, ominaisvastusta, P/N-tyyppiä ja mikrohalkeamia jne. Tämä laiteryhmä on jaettu automaattiseen lataamiseen ja purkamiseen. , piikiekkojen siirto, järjestelmäintegraatioosa ja neljä tunnistusmoduulia.Niistä aurinkosähköinen piikiekon ilmaisin havaitsee piikiekon pinnan epätasaisuudet ja samanaikaisesti havaitsee ulkonäköparametrit, kuten piikiekon koon ja diagonaalin;mikrohalkeamien havaitsemismoduulia käytetään piikiekon sisäisten mikrohalkeamien havaitsemiseen;Lisäksi on olemassa kaksi tunnistusmoduulia, joista yhtä online-testimoduuleista käytetään pääasiassa piikiekkojen bulkkiresistiivisuuden ja piikiekkojen tyypin testaamiseen ja toista moduulia käytetään piikiekkojen vähemmistökantajan käyttöiän havaitsemiseen.Ennen vähemmistökantajan käyttöiän ja resistiivisyyden havaitsemista on tarpeen havaita piikiekon diagonaali- ja mikrohalkeamat ja poistaa vaurioitunut piikiekko automaattisesti.Piikiekkojen tarkastuslaitteet voivat automaattisesti ladata ja purkaa kiekkoja ja sijoittaa pätemättömät tuotteet kiinteään asentoon, mikä parantaa tarkastuksen tarkkuutta ja tehokkuutta.

2. Pinta kuvioitu

Yksikiteisen piirakenteen valmistuksessa käytetään piin anisotrooppista syövytystä miljoonien tetraedristen pyramidien eli pyramidirakenteiden muodostamiseksi jokaisen piin neliösenttimetrin pinnalle.Pintaan tulevan valon moninkertaisen heijastuksen ja taittumisen ansiosta valon absorptio lisääntyy ja akun oikosulkuvirta ja muunnostehokkuus paranevat.Piin anisotrooppinen syövytysliuos on yleensä kuuma alkaliliuos.Käytettävissä olevat alkalit ovat natriumhydroksidi, kaliumhydroksidi, litiumhydroksidi ja etyleenidiamiini.Suurin osa mokkanahkapiistä valmistetaan käyttämällä edullista laimeaa natriumhydroksidiliuosta, jonka pitoisuus on noin 1 %, ja etsauslämpötila on 70-85 °C.Tasaisen mokkanahan saamiseksi liuokseen tulisi lisätä myös alkoholeja, kuten etanolia ja isopropanolia, kompleksinmuodostajina piin korroosion nopeuttamiseksi.Ennen mokkanakan valmistusta piikiekkoon on suoritettava alustava pintaetsaus ja noin 20-25 μm syövytetään emäksisellä tai happamalla etsausliuoksella.Mokkanahan etsauksen jälkeen suoritetaan yleinen kemiallinen puhdistus.Pinnalla valmistettuja piikiekkoja ei saa säilyttää vedessä pitkään kontaminoitumisen estämiseksi, ja ne tulee levittää mahdollisimman pian.

3. Diffuusiosolmu

Aurinkokennot tarvitsevat laajan alueen PN-liitoksen toteuttaakseen valoenergian muuntamisen sähköenergiaksi, ja diffuusiouuni on erikoislaite aurinkokennojen PN-liitoksen valmistukseen.Putkimainen diffuusiouuni koostuu pääosin neljästä osasta: kvartsiveneen ylä- ja alaosasta, pakokaasukammiosta, uunin runko-osasta ja kaasukaappiosasta.Diffuusio käyttää yleensä nestemäistä fosforioksikloridilähdettä diffuusiolähteenä.Aseta P-tyyppinen piikiekko putkimaisen diffuusiouunin kvartsisäiliöön ja käytä typpeä tuomaan fosforioksikloridia kvartsisäiliöön korkeassa 850-900 celsiusasteessa.Fosforioksikloridi reagoi piikiekon kanssa, jolloin saadaan fosforia.atomi.Tietyn ajan kuluttua fosforiatomit saapuvat piikiekon pintakerrokseen kaikkialta ja tunkeutuvat piikiekkoon ja diffundoituvat piiatomien välisten rakojen kautta muodostaen rajapinnan N-tyypin puolijohteen ja P- tyyppinen puolijohde, eli PN-liitos.Tällä menetelmällä valmistetulla PN-liitoksella on hyvä tasaisuus, arkin vastuksen epätasaisuus on alle 10 % ja vähemmistökantajan käyttöikä voi olla yli 10 ms.PN-liitoksen valmistus on yksinkertaisin ja kriittisin prosessi aurinkokennojen tuotannossa.Koska kyseessä on PN-liitoksen muodostuminen, elektronit ja reiät eivät palaa alkuperäisille paikoilleen virtauksen jälkeen, jolloin muodostuu virtaa ja virtaa vedetään ulos johdolla, joka on tasavirtaa.

4. Defosforylaatiosilikaattilasi

Tätä prosessia käytetään aurinkokennojen tuotantoprosessissa.Kemiallisella etsauksella piikiekko upotetaan fluorivetyhappoliuokseen kemiallisen reaktion aikaansaamiseksi liukoisen kompleksisen heksafluoripiihappoyhdisteen muodostamiseksi diffuusiojärjestelmän poistamiseksi.Piikiekon pinnalle muodostui liitoksen jälkeen fosfosilikaattilasikerros.Diffuusioprosessin aikana POCL3 reagoi O2:n kanssa muodostaen P2O5:tä, joka kerrostuu piikiekon pinnalle.P2O5 reagoi Si:n kanssa muodostaen SiO2- ja fosforiatomeja. Tällä tavalla piikiekon pinnalle muodostuu SiO2:ta sisältävä kerros, jota kutsutaan fosfosilikaattilasiksi.Fosforisilikaattilasin poistolaitteisto koostuu yleensä päärungosta, puhdistussäiliöstä, servokäyttöjärjestelmästä, mekaanisesta varresta, sähköisestä ohjausjärjestelmästä ja automaattisesta hapon jakelujärjestelmästä.Tärkeimmät voimanlähteet ovat fluorivetyhappo, typpi, paineilma, puhdas vesi, lämpöpoistotuuli ja jätevesi.Fluorivetyhappo liuottaa piidioksidia, koska fluorivetyhappo reagoi piidioksidin kanssa muodostaen haihtuvaa piitetrafluoridikaasua.Jos fluorivetyhappoa on liikaa, reaktiossa syntyvä piitetrafluoridi reagoi edelleen fluorivetyhapon kanssa muodostaen liukoisen kompleksin, heksafluoripiihapon.

5. Plasmaetsaus

Koska diffuusioprosessin aikana, vaikka otettaisiin käyttöön peräkkäinen diffuusio, fosforia diffundoituu väistämättä kaikille pinnoille, mukaan lukien piikiekon reunat.PN-liitoksen etupuolelle kerätyt fotogeneroidut elektronit virtaavat pitkin reuna-aluetta, jossa fosfori diffundoituu PN-liitoksen takapuolelle, aiheuttaen oikosulun.Siksi aurinkokennon ympärillä seostettu pii on syövytettävä PN-liitoksen poistamiseksi kennon reunasta.Tämä prosessi tehdään yleensä plasmaetsaustekniikoilla.Plasmasyövytys on matalapainetilassa, reaktiivisen kaasun CF4 lähtömolekyylit viritetään radiotaajuisella teholla ionisaation muodostamiseksi ja plasman muodostamiseksi.Plasma koostuu varautuneista elektroneista ja ioneista.Elektronien vaikutuksesta reaktiokammiossa oleva kaasu voi absorboida energiaa ja muodostaa suuren määrän aktiivisia ryhmiä sen lisäksi, että se muuttuu ioneiksi.Aktiiviset reaktiiviset ryhmät saavuttavat SiO2:n pinnan diffuusion tai sähkökentän vaikutuksesta, jossa ne reagoivat kemiallisesti syövytettävän materiaalin pinnan kanssa ja muodostavat haihtuvia reaktiotuotteita, jotka erottuvat materiaalin pinnasta. syövytetään, ja tyhjiöjärjestelmä pumpaa ne ulos ontelosta.

6. Heijastamaton pinnoite

Kiillotetun piipinnan heijastavuus on 35 %.Pintaheijastuksen vähentämiseksi ja kennon muunnostehokkuuden parantamiseksi on kerrostettava piinitridi-heijastuksenestokalvo.Teollisessa tuotannossa PECVD-laitteita käytetään usein heijastuksenestokalvojen valmistukseen.PECVD on plasmalla tehostettu kemiallinen höyrypinnoitus.Sen tekninen periaate on käyttää matalan lämpötilan plasmaa energialähteenä, näyte asetetaan hehkupurkauksen katodille matalassa paineessa, hehkupurkauksella näyte lämmitetään ennalta määrättyyn lämpötilaan ja sitten sopiva määrä reaktiiviset kaasut SiH4 ja NH3 otetaan käyttöön.Kemiallisten reaktioiden ja plasmareaktioiden sarjan jälkeen näytteen pinnalle muodostuu solid-state-kalvo, eli piinitridikalvo.Yleensä tällä plasmalla tehostetulla kemiallisella höyrypinnoitusmenetelmällä kerrostetun kalvon paksuus on noin 70 nm.Tämän paksuiset kalvot ovat optisia.Ohutkalvon häiriön periaatetta käyttämällä valon heijastusta voidaan vähentää huomattavasti, oikosulkuvirtaa ja akun tehoa kasvaa huomattavasti, ja tehokkuus paranee myös huomattavasti.

7. silkkipainatus

Kun aurinkokenno on käynyt läpi teksturointi-, diffuusio- ja PECVD-prosessit, on muodostunut PN-liitos, joka voi tuottaa virtaa valaistussa.Syntyneen virran viemiseksi on tarpeen tehdä positiiviset ja negatiiviset elektrodit akun pinnalle.Elektrodien valmistustapoja on monia, ja silkkipainatus on yleisin aurinkokennoelektrodien valmistusprosessi.Silkkipainatus tarkoittaa ennalta määrätyn kuvion painamista alustalle kohokuvioinnin avulla.Varustus koostuu kolmesta osasta: hopea-alumiinipastapainatus akun takapuolelle, alumiinipastapainatus akun takapuolelle ja hopea-tahnapainatus akun etupuolelle.Sen toimintaperiaate on: käytä seulakuvion verkkoa tunkeutumaan lietteeseen, kohdista seulan lieteosaan tietty paine kaapimella ja siirry seulan toista päätä kohti samanaikaisesti.Muste puristetaan graafisen osan verkosta alustalle vetolastalla sen liikkuessa.Tahnan viskoosisen vaikutuksen vuoksi painatus kiinnittyy tietylle alueelle, ja vetolasta on aina lineaarisessa kosketuksessa silkkipainolevyyn ja alustaan ​​tulostuksen aikana, ja kontaktilinja liikkuu raivauslastan liikkeen mukana. painatusviiva.

8. nopea sintraus

Silkkipainettua piikiekkoa ei voi käyttää suoraan.Se on sintrattava nopeasti sintrausuunissa orgaanisen hartsin sideaineen polttamiseksi pois, jolloin jäljelle jää lähes puhtaat hopeaelektrodit, jotka ovat kiinnittyneet tiiviisti piikiekkoon lasin vaikutuksesta.Kun hopeaelektrodin ja kiteisen piin lämpötila saavuttaa eutektisen lämpötilan, kiteiset piiatomit integroituvat sulaan hopeaelektrodimateriaaliin tietyssä suhteessa, mikä muodostaa ylemmän ja alemman elektrodin ohmisen kosketuksen ja parantaa avointa piiriä. kennon jännite ja täyttökerroin.Keskeinen parametri on saada siitä vastusominaisuudet parantamaan solun muunnostehokkuutta.

Sintrausuuni on jaettu kolmeen vaiheeseen: esisintraus, sintraus ja jäähdytys.Esisintrausvaiheen tarkoituksena on hajottaa ja polttaa lietteessä oleva polymeerisideaine, ja lämpötila nousee tässä vaiheessa hitaasti;sintrausvaiheessa sintratussa kappaleessa suoritetaan erilaisia ​​fysikaalisia ja kemiallisia reaktioita resistiivisen kalvorakenteen muodostamiseksi, mikä tekee siitä todella resistiivisen., lämpötila saavuttaa huippunsa tässä vaiheessa;jäähdytys- ja jäähdytysvaiheessa lasi jäähdytetään, kovetetaan ja jähmettyy niin, että resistiivinen kalvorakenne kiinnittyy tukevasti alustaan.

9. Oheislaitteet

Kennojen tuotantoprosessissa tarvitaan myös oheislaitteita, kuten virtalähde, teho, vesihuolto, viemäröinti, LVI, tyhjiö ja erikoishöyry.Myös palontorjunta- ja ympäristönsuojelulaitteet ovat erityisen tärkeitä turvallisuuden ja kestävän kehityksen kannalta.Aurinkokennotuotantolinjalla, jonka vuositeho on 50 MW, pelkkä prosessi- ja voimalaitteiston virrankulutus on noin 1800 kW.Prosessipuhdasta vettä on noin 15 tonnia tunnissa ja veden laatuvaatimukset täyttävät Kiinan elektronisen veden GB/T11446.1-1997 EW-1 teknisen standardin.Prosessin jäähdytysveden määrä on myös noin 15 tonnia tunnissa, hiukkaskoko veden laadussa ei saa olla suurempi kuin 10 mikronia ja veden syöttölämpötilan tulee olla 15-20 °C.Tyhjiöpakokaasun tilavuus on noin 300M3/H.Samaan aikaan tarvitaan myös noin 20 kuutiometriä typen ja 10 kuutiometrin happisäiliöitä.Ottaen huomioon erikoiskaasujen, kuten silaanin, turvallisuustekijät, on myös tarpeen perustaa erityinen kaasuhuone tuotannon turvallisuuden varmistamiseksi.Lisäksi silaanipolttotornit ja jätevedenkäsittelyasemat ovat myös välttämättömiä tiloja kennojen tuotannossa.