Günəş hüceyrələri

Günəş hüceyrələri kristal silisium və amorf silikona bölünür, bunlar arasında kristal silisium hüceyrələri daha da monokristal hüceyrələrə və polikristal hüceyrələrə bölünə bilər;monokristal silisiumun səmərəliliyi kristal silisiumdan fərqlidir.

Təsnifat:

Çində ən çox istifadə edilən günəş kristal silisium hüceyrələrini aşağıdakılara bölmək olar:

Tək kristal 125*125

Tək kristal 156*156

Polikristal 156*156

Tək kristal 150*150

Tək kristal 103*103

Polikristal 125*125

İstehsal prosesi:

Günəş batareyalarının istehsalı prosesi silikon vafli təftiş - səthi tekstura və turşuya - diffuziya qovşağı - defosforizasiya silisium şüşəsi - plazma ilə aşındırma və turşulama - əks etdirməyə qarşı örtük - ekran çapı - Sürətli sinterləmə və s. bölünür. Təfərrüatlar aşağıdakılardır:

1. Silikon vaflinin yoxlanılması

Silikon vaflilər günəş batareyalarının daşıyıcısıdır və silikon vaflilərin keyfiyyəti birbaşa günəş elementlərinin çevrilmə səmərəliliyini müəyyən edir.Buna görə də daxil olan silisium vafliləri yoxlamaq lazımdır.Bu proses, əsasən, silikon vaflilərin bəzi texniki parametrlərinin onlayn ölçülməsi üçün istifadə olunur, bu parametrlərə əsasən vafli səthinin qeyri-bərabərliyi, azlıq daşıyıcısının ömrü, müqaviməti, P/N tipi və mikro çatlar və s. daxildir. Bu avadanlıq qrupu avtomatik yükləmə və boşaltma bölmələrinə bölünür. , silikon vafli transferi, sistem inteqrasiya hissəsi və dörd aşkarlama modulu.Onların arasında fotovoltaik silikon vafli detektoru silikon vaflinin səthinin qeyri-bərabərliyini aşkar edir və eyni zamanda silikon vaflinin ölçüsü və diaqonalı kimi görünüş parametrlərini aşkar edir;mikro çatların aşkarlanması modulu silikon vaflinin daxili mikro çatlarını aşkar etmək üçün istifadə olunur;əlavə olaraq, iki Aşkarlama modulu var, onlayn test modullarından biri əsasən silikon vaflilərin toplu müqavimətini və silikon vaflilərin növünü yoxlamaq üçün istifadə olunur, digər modul isə silikon vaflilərin azlıq daşıyıcı ömrünü aşkar etmək üçün istifadə olunur.Azlıq daşıyıcısının ömrünü və müqavimətini aşkar etməzdən əvvəl silisium vaflinin diaqonal və mikro çatlarını aşkar etmək və zədələnmiş silisium vaflisini avtomatik olaraq çıxarmaq lazımdır.Silikon vafli yoxlama avadanlığı vafliləri avtomatik yükləyə və boşalta bilər və keyfiyyətsiz məhsulları sabit bir mövqedə yerləşdirə bilər və bununla da yoxlamanın dəqiqliyini və səmərəliliyini artırır.

2. Səthi teksturalı

Monokristal silikon teksturasının hazırlanması silisiumun anizotropik aşındırma üsulundan istifadə edərək hər kvadrat santimetr silisiumun səthində milyonlarla tetraedral piramidalar, yəni piramida strukturları yaratmaqdır.Səthə düşən işığın çoxsaylı əks olunması və sınması sayəsində işığın udulması artır, batareyanın qısaqapanma cərəyanı və çevrilmə səmərəliliyi yaxşılaşır.Silikonun anizotropik aşındırma məhlulu adətən isti qələvi məhluldur.Mövcud qələvilər natrium hidroksid, kalium hidroksid, litium hidroksid və etilendiamindir.Süet silisiumunun çox hissəsi təxminən 1% konsentrasiyası olan ucuz seyreltilmiş natrium hidroksid məhlulundan istifadə etməklə hazırlanır və aşındırma temperaturu 70-85 ° C-dir.Vahid zamşa əldə etmək üçün silisiumun korroziyasını sürətləndirmək üçün məhlula etanol və izopropanol kimi spirtlər də əlavə edilməlidir.Süet hazırlanmazdan əvvəl, silikon vafli ilkin səthin aşındırılmasına məruz qalmalı və təxminən 20-25 μm qələvi və ya turşulu aşındırma məhlulu ilə işlənmişdir.Süet həkk olunduqdan sonra ümumi kimyəvi təmizləmə aparılır.Səthi hazırlanmış silikon vaflilər çirklənməməsi üçün suda uzun müddət saxlanmamalı və mümkün qədər tez yayılmalıdır.

3. Diffuziya düyünü

Günəş batareyaları işıq enerjisinin elektrik enerjisinə çevrilməsini həyata keçirmək üçün geniş sahəli PN qovşağına ehtiyac duyur və diffuziya sobası günəş hüceyrələrinin PN qovşağının istehsalı üçün xüsusi avadanlıqdır.Boru diffuziya sobası əsasən dörd hissədən ibarətdir: kvars qayığının yuxarı və aşağı hissələri, işlənmiş qaz kamerası, sobanın gövdə hissəsi və qaz şkafı hissəsi.Diffuziya ümumiyyətlə diffuziya mənbəyi kimi fosfor oksixlorid maye mənbəyindən istifadə edir.P-tipli silikon vaflini boruşəkilli diffuziya sobasının kvars qabına qoyun və 850-900 dərəcə Selsi yüksək temperaturda fosfor oksixloridini kvars qabına gətirmək üçün azotdan istifadə edin.Fosfor oksixlorid, fosfor əldə etmək üçün silikon vafli ilə reaksiya verir.atom.Müəyyən bir müddətdən sonra fosfor atomları hər tərəfdən silisium vaflisinin səth təbəqəsinə daxil olur və silikon atomları arasındakı boşluqlardan keçərək silisium vaflisinə nüfuz edərək diffuziya edərək N tipli yarımkeçirici ilə P- arasında interfeysi əmələ gətirir. tip yarımkeçirici, yəni PN qovşağı.Bu üsulla istehsal olunan PN qovşağı yaxşı vahidliyə malikdir, təbəqə müqavimətinin qeyri-bərabərliyi 10% -dən azdır və azlıq daşıyıcısının ömrü 10 ms-dən çox ola bilər.PN qovşağının istehsalı günəş batareyası istehsalında ən əsas və kritik prosesdir.PN qovşağının meydana gəlməsi olduğundan, elektronlar və dəliklər axdıqdan sonra orijinal yerlərinə qayıtmır, beləliklə bir cərəyan yaranır və cərəyan birbaşa cərəyan olan bir tel ilə çəkilir.

4. Defosforilasiya silikat şüşəsi

Bu proses günəş batareyalarının istehsal prosesində istifadə olunur.Kimyəvi aşındırma yolu ilə silikon vafli diffuziya sistemini çıxarmaq üçün həll olunan kompleks birləşmə heksaftorsilis turşusu yaratmaq üçün kimyəvi reaksiya yaratmaq üçün hidrofluor turşusu məhluluna batırılır.Birləşmədən sonra silikon vaflinin səthində fosfosilikat şüşə təbəqəsi əmələ gəlib.Diffuziya prosesi zamanı POCL3 O2 ilə reaksiyaya girərək silikon vaflinin səthində çökən P2O5 əmələ gətirir.P2O5 Si ilə reaksiyaya girərək SiO2 və fosfor atomlarını əmələ gətirir, Beləliklə, fosfosilikat şüşə adlanan silikon vaflinin səthində tərkibində fosfor elementləri olan SiO2 təbəqəsi əmələ gəlir.Fosforlu silikat şüşəsinin çıxarılması üçün avadanlıq ümumiyyətlə əsas gövdə, təmizləyici çən, servo sürücü sistemi, mexaniki qol, elektrik idarəetmə sistemi və avtomatik turşu paylama sistemindən ibarətdir.Əsas enerji mənbələri hidrofluor turşusu, azot, sıxılmış hava, təmiz su, istilikdən çıxan külək və tullantı sulardır.Hidrofluorik turşu silisiumu həll edir, çünki hidrofluorik turşu silisium ilə reaksiyaya girərək uçucu silisium tetraflorid qazı yaradır.Hidrofluor turşusu həddindən artıq olarsa, reaksiya nəticəsində yaranan silisium tetraflorid həll olunan kompleks heksaftorsilik turşu yaratmaq üçün hidrofluor turşusu ilə daha sonra reaksiya verəcəkdir.

5. Plazma aşındırma

Diffuziya prosesi zamanı arxa arxaya diffuziya qəbul edilsə belə, fosfor silisium vaflisinin kənarları da daxil olmaqla bütün səthlərdə qaçılmaz olaraq yayılacaqdır.PN qovşağının ön tərəfində toplanmış fotogenerasiya edilmiş elektronlar fosforun PN qovşağının arxa tərəfinə yayıldığı kənar sahə boyunca axacaq və qısaqapanmaya səbəb olacaq.Buna görə də, hüceyrə kənarındakı PN qovşağını çıxarmaq üçün günəş batareyasının ətrafındakı aşqarlanmış silikon həkk edilməlidir.Bu proses adətən plazma aşındırma üsullarından istifadə etməklə həyata keçirilir.Plazmanın aşındırılması aşağı təzyiq vəziyyətindədir, CF4 reaktiv qazının ana molekulları ionlaşma yaratmaq və plazma yaratmaq üçün radiotezlik gücü ilə həyəcanlanır.Plazma yüklü elektron və ionlardan ibarətdir.Elektronların təsiri altında reaksiya kamerasındakı qaz ionlara çevrilməklə yanaşı, enerjini qəbul edə və çoxlu sayda aktiv qruplar meydana gətirə bilər.Aktiv reaktiv qruplar diffuziya nəticəsində və ya elektrik sahəsinin təsiri altında SiO2 səthinə çatır, burada aşınacaq materialın səthi ilə kimyəvi reaksiyaya girir və materialın səthindən ayrılan uçucu reaksiya məhsulları əmələ gətirir. aşındırılır və vakuum sistemi ilə boşluqdan çıxarılır.

6. Yansıtma əleyhinə örtük

Cilalanmış silisium səthinin əks etdirmə qabiliyyəti 35% təşkil edir.Səthin əks olunmasını azaltmaq və hüceyrənin çevrilmə səmərəliliyini artırmaq üçün bir silikon nitridi əks etdirən bir təbəqə qoymaq lazımdır.Sənaye istehsalında PECVD avadanlığı tez-tez əks əks etdirən filmlər hazırlamaq üçün istifadə olunur.PECVD plazma gücləndirilmiş kimyəvi buxar çökdürmədir.Onun texniki prinsipi enerji mənbəyi kimi aşağı temperaturlu plazmadan istifadə etməkdir, nümunə aşağı təzyiq altında parıltı boşalmasının katoduna yerləşdirilir, parıltı axıdılması nümunəni əvvəlcədən müəyyən edilmiş temperatura qədər qızdırmaq üçün istifadə olunur və sonra müvafiq miqdarda reaktiv qazlar SiH4 və NH3 təqdim edilir.Bir sıra kimyəvi reaksiyalar və plazma reaksiyalarından sonra nümunənin səthində bərk cisim filmi, yəni silisium nitrid filmi əmələ gəlir.Ümumiyyətlə, bu plazma ilə gücləndirilmiş kimyəvi buxar çökdürmə üsulu ilə yatırılan filmin qalınlığı təxminən 70 nm-dir.Bu qalınlıqdakı filmlər optik funksiyaya malikdir.İncə film müdaxiləsi prinsipindən istifadə edərək, işığın əks olunması çox azaldıla bilər, qısaqapanma cərəyanı və batareyanın çıxışı çox artır və səmərəlilik də çox yaxşılaşdırılır.

7. ekran çapı

Günəş hüceyrəsi tekstura, diffuziya və PECVD proseslərindən keçdikdən sonra işıqlandırma altında cərəyan yarada bilən PN qovşağı əmələ gəlmişdir.Yaranan cərəyanı ixrac etmək üçün batareyanın səthində müsbət və mənfi elektrodlar etmək lazımdır.Elektrod düzəltməyin bir çox yolu var və ekran çapı günəş batareyası elektrodlarının istehsalı üçün ən çox yayılmış istehsal prosesidir.Ekran çapı, qabartma vasitəsi ilə substratda əvvəlcədən müəyyən edilmiş nümunəni çap etməkdir.Avadanlıq üç hissədən ibarətdir: batareyanın arxa tərəfində gümüş-alüminium pastası çapı, batareyanın arxasında alüminium pastası çapı və batareyanın ön tərəfində gümüş pasta çapı.Onun iş prinsipi belədir: şlamın içinə nüfuz etmək üçün ekran naxışının torundan istifadə edin, kazıyıcı ilə ekranın şlam hissəsinə müəyyən təzyiq tətbiq edin və eyni zamanda ekranın o biri ucuna doğru hərəkət edin.Mürəkkəb hərəkət edərkən sıyırıcı tərəfindən qrafik hissənin torundan substratın üzərinə sıxılır.Pastanın viskoz təsirinə görə, iz müəyyən bir diapazonda sabitlənir və çap zamanı silgi həmişə ekran çap lövhəsi və substrat ilə xətti təmasda olur və təmas xətti tamamlamaq üçün silicinin hərəkəti ilə hərəkət edir. çap vuruşu.

8. sürətli sinterləmə

Ekranda çap edilmiş silikon vafli birbaşa istifadə edilə bilməz.Üzvi qatran bağlayıcısını yandırmaq üçün onu tez bir zamanda sinterləmə sobasında sinterləmək lazımdır, şüşənin təsiri ilə silikon vafliyə sıx yapışan demək olar ki, təmiz gümüş elektrodlar qalır.Gümüş elektrodun və kristal silisiumun temperaturu evtektik temperatura çatdıqda, kristal silisium atomları müəyyən nisbətdə ərimiş gümüş elektrod materialına inteqrasiya olunur və bununla da yuxarı və aşağı elektrodların ohmik təmasını əmələ gətirir və açıq dövrəni yaxşılaşdırır. hüceyrənin gərginliyi və doldurma əmsalı.Əsas parametr hüceyrənin çevrilmə səmərəliliyini artırmaq üçün müqavimət xüsusiyyətlərinə sahib olmasıdır.

Sinterləmə sobası üç mərhələyə bölünür: əvvəlcədən sinterləmə, sinterləmə və soyutma.Əvvəlcədən sinterləmə mərhələsinin məqsədi polimer bağlayıcını çamurda parçalamaq və yandırmaqdır və bu mərhələdə temperatur yavaş-yavaş yüksəlir;sinterləmə mərhələsində, sinterlənmiş gövdədə rezistiv film quruluşu yaratmaq üçün müxtəlif fiziki və kimyəvi reaksiyalar tamamlanır və bu, onu həqiqətən müqavimətli edir., temperatur bu mərhələdə pik nöqtəyə çatır;soyutma və soyutma mərhələsində şüşə soyudulur, bərkidilir və bərkidilir, beləliklə müqavimətli film quruluşu substrata sabit şəkildə yapışdırılır.

9. Periferiya qurğuları

Hüceyrə istehsalı prosesində enerji təchizatı, enerji, su təchizatı, drenaj, HVAC, vakuum və xüsusi buxar kimi periferik qurğular da tələb olunur.Yanğından mühafizə və ətraf mühitin mühafizəsi avadanlığı da təhlükəsizliyi və davamlı inkişafı təmin etmək üçün xüsusilə vacibdir.İllik gücü 50 MVt olan günəş batareyası istehsal xətti üçün təkcə proses və enerji avadanlığının enerji istehlakı təxminən 1800 KVt təşkil edir.Texnoloji təmiz suyun miqdarı saatda təxminən 15 tondur və suyun keyfiyyət tələbləri Çinin GB/T11446.1-1997 elektron dərəcəli suyunun EW-1 texniki standartına cavab verir.Texnoloji soyuducu suyun miqdarı da saatda təxminən 15 ton, suyun keyfiyyətindəki hissəciklərin ölçüsü 10 mikrondan çox olmamalıdır və su təchizatı temperaturu 15-20 ° C olmalıdır.Vakuum egzoz həcmi təxminən 300M3/saat təşkil edir.Eyni zamanda, təxminən 20 kubmetr azot və 10 kubmetr oksigen saxlama çənləri də tələb olunur.Silan kimi xüsusi qazların təhlükəsizlik amillərini nəzərə alaraq, istehsalın təhlükəsizliyini tamamilə təmin etmək üçün xüsusi qaz otağının qurulması da lazımdır.Bundan əlavə, silan yanma qüllələri və kanalizasiya təmizləyici stansiyalar da hüceyrə istehsalı üçün zəruri qurğulardır.