Сонечныя батарэі

Сонечныя элементы падзяляюцца на крышталічны крэмній і аморфны крэмній, сярод якіх крышталічныя крэмніевыя элементы можна дадаткова падзяліць на монакрышталічныя і полікрышталічныя элементы;эфектыўнасць монакрышталічнага крэмнія адрозніваецца ад эфектыўнасці крышталічнага крэмнія.

Класіфікацыя:

Звычайна выкарыстоўваюцца сонечныя крышталічныя крамянёвыя элементы ў Кітаі можна падзяліць на:

Монакрышталь 125*125

Монакрышталь 156*156

Полікрышталіч 156*156

Монакрышталь 150*150

Монакрышталь 103*103

Полікрышталіч 125*125

Вытворчы працэс:

Працэс вытворчасці сонечных батарэй падзяляецца на праверку крамянёвай пласціны - тэкстураванне паверхні і траўленне - дыфузійнае злучэнне - дэфасфарызацыю крэмніевага шкла - плазменнае тручэнне і траўленне - антыблікавае пакрыццё - трафарэтны друк - хуткае спяканне і г. д. Падрабязнасці наступныя:

1. Агляд крамянёвай пласціны

Крамянёвыя пласціны з'яўляюцца носьбітамі сонечных элементаў, і якасць крамянёвых пласцін непасрэдна вызначае эфектыўнасць пераўтварэння сонечных элементаў.Такім чынам, неабходна правяраць паступаючыя крэмніевыя пласціны.Гэты працэс у асноўным выкарыстоўваецца для онлайн-вымярэння некаторых тэхнічных параметраў крамянёвых пласцін, гэтыя параметры ў асноўным ўключаюць няроўнасць паверхні пласцін, тэрмін службы неардынарных носьбітаў, удзельнае супраціўленне, тып P/N і мікратрэшчыны і г.д. Гэтая група абсталявання дзеліцца на аўтаматычную загрузку і разгрузку , перанос крэмніевай пласціны, частка сістэмнай інтэграцыі і чатыры модулі выяўлення.Сярод іх дэтэктар фотаэлектрычнай крамянёвай пласціны выяўляе няроўнасці паверхні крамянёвай пласціны і адначасова выяўляе такія параметры знешняга выгляду, як памер і дыяганаль крамянёвай пласціны;модуль выяўлення мікрарасколін выкарыстоўваецца для выяўлення ўнутраных мікратрэшчын крэмніевай пласціны;акрамя таго, ёсць два модуля выяўлення, адзін з модуляў онлайн-тэставання ў асноўным выкарыстоўваецца для праверкі аб'ёмнага ўдзельнага супраціўлення крамянёвых пласцін і тыпу крамянёвых пласцін, а другі модуль выкарыстоўваецца для вызначэння тэрміну службы нязначных носьбітаў крэмніевых пласцін.Перад выяўленнем часу службы і ўдзельнага супраціўлення нязначных носьбітаў неабходна выявіць дыяганальныя і мікратрэшчыны крамянёвай пласціны і аўтаматычна выдаліць пашкоджаную крамянёвую пласціну.Абсталяванне для кантролю крамянёвых пласцін можа аўтаматычна загружаць і выгружаць пласціны, а таксама можа размяшчаць некваліфікаваныя прадукты ў фіксаваным становішчы, тым самым павышаючы дакладнасць і эфектыўнасць кантролю.

2. Фактурная паверхня

Падрыхтоўка тэкстуры монакрышталічнага крэмнія заключаецца ў выкарыстанні анізатропнага тручэння крэмнію для фарміравання мільёнаў чатырохгранных пірамід, гэта значыць пірамідальных структур, на паверхні кожнага квадратнага сантыметра крэмнію.Дзякуючы шматразоваму адлюстраванню і праламленню падаючага святла на паверхні павялічваецца паглынанне святла, паляпшаецца ток кароткага замыкання і эфектыўнасць пераўтварэння батарэі.Анізатропны раствор для тручэння крэмнію звычайна ўяўляе сабой гарачы шчолачны раствор.Даступныя шчолачы - гідраксід натрыю, гідраксід калія, гідраксід літыя і этилендиамин.Большую частку замшавага крэмнію атрымліваюць з выкарыстаннем недарагога разведзенага раствора гідраксіду натрыю з канцэнтрацыяй каля 1%, а тэмпература тручэння складае 70-85 °C.Для таго, каб атрымаць аднастайную замшу, спірты, такія як этанол і ізапрапанол, таксама павінны быць дададзены ў раствор у якасці комплексообразующих агентаў для паскарэння карозіі крэмнію.Перад падрыхтоўкай замшу крэмніевую пласціну неабходна падвергнуць папярэдняй паверхневай тручэння і каля 20-25 мкм пратручваюць шчолачным або кіслотным травільным растворам.Пасля тручэння замшу праводзіцца генеральная хімічная чыстка.Крамянёвыя пласціны з падрыхтаванай паверхняй нельга захоўваць у вадзе працяглы час, каб прадухіліць забруджванне, іх трэба як мага хутчэй распаўсюдзіць.

3. Дыфузійны вузел

Для пераўтварэння светлавой энергіі ў электрычную сонечным батарэям неабходны PN-пераход вялікай плошчы, а дыфузійная печ - гэта спецыяльнае абсталяванне для вытворчасці PN-пераходу сонечных элементаў.Трубчастая дыфузійная печ у асноўным складаецца з чатырох частак: верхняй і ніжняй частак кварцавай лодкі, камеры для выхлапных газаў, часткі корпуса печы і часткі газавай шафы.Дыфузія звычайна выкарыстоўвае вадкую крыніцу аксіхларыду фосфару ў якасці крыніцы дыфузіі.Пакладзеце крэмніевую пласціну P-тыпу ў кварцавы кантэйнер трубчастай дыфузійнай печы і выкарыстоўвайце азот для ўнясення аксіхларыду фосфару ў кварцавы кантэйнер пры высокай тэмпературы 850-900 градусаў Цэльсія.Аксіхларыд фосфару рэагуе з крэмніевай пласцінай з атрыманнем фосфару.атам.Праз пэўны час атамы фосфару трапляюць у павярхоўны пласт крамянёвай пласціны з усіх бакоў, пранікаюць і дыфузіююць у крамянёвую пласціну праз шчыліны паміж атамамі крэмнію, утвараючы мяжу паміж паўправадніком N-тыпу і P- тып паўправадніка, гэта значыць PN-пераход.PN-пераход, атрыманы гэтым метадам, мае добрую аднастайнасць, нераўнамернасць супраціўлення ліста складае менш за 10%, а час жыцця нязначных носьбітаў можа перавышаць 10 мс.Выраб PN-пераходу з'яўляецца самым простым і важным працэсам у вытворчасці сонечных элементаў.Паколькі гэта адукацыя PN-пераходу, электроны і дзіркі не вяртаюцца на свае зыходныя месцы пасля праходжання, так што ўтвараецца ток, і ток выцягваецца дротам, які з'яўляецца пастаянным токам.

4. Дефосфорилирование сілікатнага шкла

Гэты працэс выкарыстоўваецца ў працэсе вытворчасці сонечных батарэй.Пры хімічным тручэнні крамянёвая пласціна апускаецца ў раствор плавікавай кіслаты для правядзення хімічнай рэакцыі з утварэннем растваральнай комплекснай гексафторакрэмніевай кіслаты для выдалення дыфузійнай сістэмы.Пасля злучэння на паверхні крэмніевай пласціны ўтварыўся пласт фасфасілікатнага шкла.У працэсе дыфузіі POCL3 рэагуе з O2 з адукацыяй P2O5, які асядае на паверхні крэмніевай пласціны.P2O5 рэагуе з Si, ствараючы атамы SiO2 і фосфару. Такім чынам на паверхні крэмніевай пласціны ўтвараецца пласт SiO2, які змяшчае фосфарныя элементы, які называецца фасфасілікатным шклом.Абсталяванне для выдалення фосфарна-сілікатнага шкла звычайна складаецца з асноўнага корпуса, бака для ачысткі, сістэмы сервапрывада, механічнай рукі, электрычнай сістэмы кіравання і сістэмы аўтаматычнага размеркавання кіслаты.Асноўнымі крыніцамі энергіі з'яўляюцца плавікавая кіслата, азот, сціснутае паветра, чыстая вада, выхлап ветра і сцёкавыя вады.Плавікавая кіслата растварае дыяксід крэмнія, таму што плавікавая кіслата рэагуе з дыяксідам крэмнія, утвараючы лятучы газападобны тетрафторид крэмнію.Калі плавікавая кіслата празмерная, тэтрафтарыд крэмнію, які ўтвараецца ў выніку рэакцыі, у далейшым уступіць у рэакцыю з плавікавай кіслатой з адукацыяй растваральнага комплексу гексафторакрэмніевай кіслаты.

1

5. Плазменнае тручэнне

Так як падчас працэсу дыфузіі, нават калі будзе прынята дыфузія спіна да спіны, фосфар непазбежна будзе распаўсюджвацца на ўсіх паверхнях, уключаючы краю крамянёвай пласціны.Фотагенераваныя электроны, сабраныя на пярэднім баку PN-пераходу, будуць цячы ўздоўж краёвай вобласці, дзе фосфар рассейваецца, да тыльнага боку PN-пераходу, выклікаючы кароткае замыканне.Такім чынам, легаваны крэмній вакол сонечнай батарэі павінен быць вытраўлены, каб выдаліць PN-пераход на краі батарэі.Гэты працэс звычайна выконваецца з дапамогай метадаў плазменнага тручэння.Плазменнае тручэнне знаходзіцца ў стане нізкага ціску, зыходныя малекулы рэактыўнага газу CF4 узбуджаюцца радыёчастотнай магутнасцю для іянізацыі і адукацыі плазмы.Плазма складаецца з зараджаных электронаў і іёнаў.Пад уздзеяннем электронаў газ у рэакцыйнай камеры можа паглынаць энергію і ўтвараць вялікую колькасць актыўных груп у дадатак да пераўтварэння ў іёны.Актыўныя рэакцыйныя групы дасягаюць паверхні SiO2 дзякуючы дыфузіі або пад дзеяннем электрычнага поля, дзе яны ўступаюць у хімічную рэакцыю з паверхняй матэрыялу, які падлягае тручэнню, і ўтвараюць лятучыя прадукты рэакцыі, якія аддзяляюцца ад паверхні матэрыялу, які падлягае тручэнню. вытручваюцца і адпампоўваюцца з паражніны вакуумнай сістэмай.

6. Антыблікавае пакрыццё

Адбівальная здольнасць паліраванай крэмніевай паверхні складае 35%.Каб паменшыць павярхоўнае адлюстраванне і павысіць эфектыўнасць пераўтварэння ячэйкі, неабходна нанесці пласт антыблікавай плёнкі нітрыду крэмнію.У прамысловай вытворчасці абсталяванне PECVD часта выкарыстоўваецца для падрыхтоўкі антыблікавых плёнак.PECVD - гэта хімічнае асаджэнне з плазменнай парай.Яго тэхнічны прынцып заключаецца ў выкарыстанні нізкатэмпературнай плазмы ў якасці крыніцы энергіі, узор змяшчаецца на катод тлеючага разраду пад нізкім ціскам, тлеючы разрад выкарыстоўваецца для нагрэву ўзору да зададзенай тэмпературы, а затым адпаведная колькасць уводзяцца рэактыўныя газы SiH4 і NH3.Пасля шэрагу хімічных рэакцый і плазменных рэакцый на паверхні ўзору ўтвараецца цвёрдацельная плёнка, гэта значыць плёнка нітрыду крэмнію.У цэлым, таўшчыня плёнкі, асаджанай гэтым метадам хімічнага нанясення з плазмы, складае каля 70 нм.Плёнкі такой таўшчыні маюць аптычныя функцыі.Выкарыстоўваючы прынцып перашкод тонкай плёнкі, адлюстраванне святла можа быць значна зменшана, ток кароткага замыкання і магутнасць батарэі значна павялічаны, а таксама значна палепшана эфектыўнасць.

7. трафарэтны друк

Пасля таго, як сонечная батарэя прайшла праз працэсы тэкстуравання, дыфузіі і PECVD, утварыўся PN-пераход, які можа генераваць ток пры асвятленні.Для таго, каб экспартаваць выпрацоўваемы ток, неабходна зрабіць станоўчыя і адмоўныя электроды на паверхні батарэі.Ёсць шмат спосабаў вырабу электродаў, і трафарэтны друк з'яўляецца найбольш распаўсюджаным вытворчым працэсам вырабу электродаў сонечных батарэй.Трафарэтны друк заключаецца ў нанясенні загадзя вызначанага ўзору на падкладку з дапамогай ціснення.Абсталяванне складаецца з трох частак: срэбна-алюмініевая паста на задняй частцы батарэі, алюмініевая паста на задняй частцы батарэі і срэбная паста на пярэдняй панэлі батарэі.Прынцып яго працы такі: выкарыстоўвайце сетку ўзору экрана, каб пранікнуць у шлам, аказвайце пэўны ціск на частку экрана з шламам скрабком і адначасова рухайцеся да іншага канца экрана.Чарніла выціскаюцца з сеткі графічнага ўчастка на падкладку з дапамогай ракеля падчас яго руху.З-за глейкага эфекту пасты адбітак фіксуецца ў пэўным дыяпазоне, і ракель заўсёды знаходзіцца ў лінейным кантакце з трафарэтнай друкаванай формай і падкладкай падчас друку, а лінія кантакту рухаецца разам з рухам раклі, каб завяршыць друкарскі штрых.

8. хуткае спяканне

Крамянёвую пласціну з трафарэтным друкам нельга выкарыстоўваць непасрэдна.Яе трэба хутка спякаць у печы для спякання, каб спаліць злучнае з арганічнай смалы, пакідаючы электроды з амаль чыстага срэбра, якія цесна прылягаюць да крэмніевай пласціны дзякуючы ўздзеянню шкла.Калі тэмпература сярэбранага электрода і крышталічнага крэмнію дасягае эўтэктычнай тэмпературы, атамы крышталічнага крэмнію інтэгруюцца ў расплаўлены матэрыял сярэбранага электрода ў пэўнай прапорцыі, тым самым утвараючы амічны кантакт верхняга і ніжняга электродаў і паляпшаючы разрыў ланцуга. напружанне і каэфіцыент запаўнення ячэйкі.Ключавым параметрам з'яўляецца забеспячэнне характарыстык супраціву для павышэння эфектыўнасці пераўтварэння клеткі.

Печ для спякання дзеліцца на тры этапы: папярэдняе спяканне, спяканне і астуджэнне.Мэтай стадыі папярэдняга спякання з'яўляецца раскладанне і спаленне палімернага злучнага ў завісі, і тэмпература на гэтай стадыі павольна павышаецца;на этапе спякання розныя фізічныя і хімічныя рэакцыі завяршаюцца ў спечаным целе з адукацыяй рэзістыўнай структуры плёнкі, што робіць яе сапраўды рэзістыўнай., тэмпература дасягае піка на гэтай стадыі;на этапе астуджэння і астуджэння шкло астуджаецца, загартоўваецца і застывае, так што структура рэзістыўнай плёнкі трывала прымацавана да падкладкі.

9. Перыферыйныя прылады

У працэсе вытворчасці клетак таксама патрабуюцца перыферыйныя сродкі, такія як энергазабеспячэнне, энергазабеспячэнне, водазабеспячэнне, дрэнаж, ацяпленне, вентыляцыя, кандыцыянаванне, вакуум і спецыяльны пар.Абсталяванне супрацьпажарнай абароны і аховы навакольнага асяроддзя таксама асабліва важна для забеспячэння бяспекі і ўстойлівага развіцця.Для вытворчай лініі сонечных элементаў з гадавой магутнасцю 50 МВт энергаспажыванне толькі тэхналагічнага і энергетычнага абсталявання складае каля 1800 кВт.Колькасць тэхналагічнай чыстай вады складае каля 15 тон у гадзіну, а патрабаванні да якасці вады адпавядаюць тэхнічнаму стандарту EW-1 кітайскай вады электроннага класа GB/T11446.1-1997.Колькасць тэхналагічнай астуджальнай вады таксама складае каля 15 тон у гадзіну, памер часціц у якасці вады не павінен перавышаць 10 мікрон, а тэмпература падачы вады павінна быць 15-20 °C.Аб'ём вакуумнага выхлапу складае каля 300 м3 / гадзіну.Пры гэтым патрабуецца таксама каля 20 кубаметраў рэзервуараў для захоўвання азоту і 10 кубаметраў для захоўвання кіслароду.Улічваючы каэфіцыент бяспекі спецыяльных газаў, такіх як сілан, таксама неабходна стварыць спецыяльную газавую пакой, каб абсалютна забяспечыць бяспеку вытворчасці.Акрамя таго, вежы для спальвання сілану і станцыі ачысткі сцёкавых вод таксама з'яўляюцца неабходнымі аб'ектамі для вытворчасці клетак.


Час публікацыі: 30 мая 2022 г