Saules baterijas

Saules baterijas iedala kristāliskā silīcijā un amorfā silīcijā, starp kurām kristāliskā silīcija šūnas var iedalīt monokristāliskajos un polikristāliskajos elementos;monokristāliskā silīcija efektivitāte atšķiras no kristāliskā silīcija efektivitātes.

Klasifikācija:

Ķīnā plaši izmantotās saules kristāliskā silīcija šūnas var iedalīt:

Vienkristāls 125*125

Vienkristāls 156*156

Polikristālisks 156*156

Vienkristāls 150*150

Vienkristāls 103*103

Polikristālisks 125*125

Ražošanas process:

Saules bateriju ražošanas process ir sadalīts silīcija plāksnīšu pārbaudē – virsmas teksturēšana un kodināšana – difūzijas savienojums – silīcija stikla defosforizācija – plazmas kodināšana un kodināšana – pretatstarošanās pārklājums – sietspiede – ātrā saķepināšana uc Detaļas ir šādas:

1. Silīcija vafeļu pārbaude

Silīcija vafeles ir saules bateriju nesēji, un silīcija plāksnīšu kvalitāte tieši nosaka saules bateriju konversijas efektivitāti.Tāpēc ir nepieciešams pārbaudīt ienākošās silīcija vafeles.Šo procesu galvenokārt izmanto dažu silīcija plātņu tehnisko parametru tiešsaistes mērīšanai, šie parametri galvenokārt ietver plāksnīšu virsmas nelīdzenumus, mazākuma nesēja kalpošanas laiku, pretestību, P/N veidu un mikroplaisas utt. Šī aprīkojuma grupa ir sadalīta automātiskās iekraušanas un izkraušanas sistēmās. , silīcija vafeļu pārnešana, sistēmas integrācijas daļa un četri noteikšanas moduļi.Tostarp fotoelektriskais silīcija vafeles detektors nosaka silīcija vafeles virsmas nelīdzenumus un vienlaikus nosaka izskata parametrus, piemēram, silīcija vafeles izmēru un diagonāli;mikroplaisu noteikšanas moduli izmanto, lai noteiktu silīcija vafeles iekšējās mikroplaisas;turklāt ir divi noteikšanas moduļi, viens no tiešsaistes testa moduļiem galvenokārt tiek izmantots, lai pārbaudītu silīcija plāksnīšu lielapjoma pretestību un silīcija plāksnīšu veidu, bet otrs modulis tiek izmantots, lai noteiktu silīcija plātņu mazākuma nesēja kalpošanas laiku.Pirms mazākuma nesēja kalpošanas laika un pretestības noteikšanas ir jānosaka silīcija vafeles diagonāles un mikroplaisas un automātiski jānoņem bojātā silīcija plāksne.Silīcija plāksnīšu pārbaudes iekārta var automātiski ielādēt un izkraut vafeles, kā arī novietot nekvalificētus produktus fiksētā stāvoklī, tādējādi uzlabojot pārbaudes precizitāti un efektivitāti.

2. Virsma teksturēta

Monokristāliskā silīcija tekstūras sagatavošana ir izmantot silīcija anizotropo kodināšanu, lai uz katra silīcija kvadrātcentimetra virsmas izveidotu miljoniem tetraedrisku piramīdu, tas ir, piramīdas struktūru.Pateicoties daudzkārtējai krītošās gaismas atstarošanai un refrakcijai uz virsmas, tiek palielināta gaismas absorbcija un uzlabota akumulatora īssavienojuma strāva un konversijas efektivitāte.Silīcija anizotropais kodināšanas šķīdums parasti ir karsts sārmains šķīdums.Pieejamie sārmi ir nātrija hidroksīds, kālija hidroksīds, litija hidroksīds un etilēndiamīns.Lielāko daļu zamšādas silīcija gatavo, izmantojot lētu atšķaidītu nātrija hidroksīda šķīdumu ar koncentrāciju aptuveni 1%, un kodināšanas temperatūra ir 70–85 °C.Lai iegūtu viendabīgu zamšādu, šķīdumam kā kompleksveidotājus jāpievieno arī spirti, piemēram, etanols un izopropanols, lai paātrinātu silīcija koroziju.Pirms zamšādas sagatavošanas silīcija plāksnītei ir jāveic iepriekšēja virsmas kodināšana un aptuveni 20-25 μm jāiegravē ar sārmainu vai skābu kodināšanas šķīdumu.Pēc zamšādas iegravēšanas tiek veikta vispārējā ķīmiskā tīrīšana.Uz virsmas sagatavotās silīcija vafeles nedrīkst ilgstoši uzglabāt ūdenī, lai novērstu piesārņojumu, un tās jāizkliedē pēc iespējas ātrāk.

3. Difūzijas mezgls

Saules baterijām ir nepieciešams liela laukuma PN savienojums, lai realizētu gaismas enerģijas pārvēršanu elektroenerģijā, un difūzijas krāsns ir īpašs aprīkojums saules bateriju PN savienojuma izgatavošanai.Cauruļveida difūzijas krāsns galvenokārt sastāv no četrām daļām: kvarca laivas augšējās un apakšējās daļas, izplūdes gāzu kameras, krāsns korpusa daļas un gāzes skapja daļas.Difūzija parasti izmanto fosfora oksihlorīda šķidro avotu kā difūzijas avotu.Ievietojiet P-veida silīcija plāksnīti cauruļveida difūzijas krāsns kvarca tvertnē un izmantojiet slāpekli, lai kvarca traukā ievadītu fosfora oksihlorīdu augstā temperatūrā 850-900 grādi pēc Celsija.Fosfora oksihlorīds reaģē ar silīcija plāksni, iegūstot fosforu.atoms.Pēc noteikta laika fosfora atomi no visapkārt nonāk silīcija plāksnītes virsmas slānī un caur spraugām starp silīcija atomiem iekļūst silīcija plāksnē un izkliedējas tajā, veidojot saskarni starp N tipa pusvadītāju un P- tipa pusvadītājs, tas ir, PN pāreja.Ar šo metodi ražotajam PN savienojumam ir laba viendabība, lokšņu pretestības nevienmērība ir mazāka par 10%, un mazākuma nesēja kalpošanas laiks var būt lielāks par 10 ms.PN savienojuma izgatavošana ir visvienkāršākais un kritiskākais process saules bateriju ražošanā.Tā kā tas ir PN savienojuma veidošanās, elektroni un caurumi pēc plūsmas neatgriežas savās sākotnējās vietās, tāpēc veidojas strāva, un strāva tiek izvilkta ar vadu, kas ir līdzstrāva.

4. Defosforilācijas silikāta stikls

Šo procesu izmanto saules bateriju ražošanas procesā.Ar ķīmisko kodināšanu silīcija vafele tiek iegremdēta fluorūdeņražskābes šķīdumā, lai radītu ķīmisku reakciju, lai radītu šķīstošu kompleksu savienojumu heksafluorsilicskābi, lai noņemtu difūzijas sistēmu.Uz silīcija vafeles virsmas pēc savienojuma izveidojās fosfosilikāta stikla slānis.Difūzijas procesa laikā POCL3 reaģē ar O2, veidojot P2O5, kas tiek nogulsnēts uz silīcija vafeles virsmas.P2O5 reaģē ar Si, veidojot SiO2 un fosfora atomus. Tādā veidā uz silīcija vafeles virsmas veidojas SiO2 slānis, kas satur fosfora elementus, ko sauc par fosfosilikāta stiklu.Fosfora silikāta stikla noņemšanas aprīkojums parasti sastāv no galvenā korpusa, tīrīšanas tvertnes, servopiedziņas sistēmas, mehāniskās rokas, elektriskās vadības sistēmas un automātiskās skābes sadales sistēmas.Galvenie enerģijas avoti ir fluorūdeņražskābe, slāpeklis, saspiests gaiss, tīrs ūdens, siltuma izplūdes vējš un notekūdeņi.Fluorūdeņražskābe izšķīdina silīcija dioksīdu, jo fluorūdeņražskābe reaģē ar silīcija dioksīdu, veidojot gaistošu silīcija tetrafluorīda gāzi.Ja fluorūdeņražskābes daudzums ir pārmērīgs, reakcijā iegūtais silīcija tetrafluorīds tālāk reaģēs ar fluorūdeņražskābi, veidojot šķīstošu kompleksu, heksafluorsilikskābi.

5. Plazmas kodināšana

Tā kā difūzijas procesa laikā, pat ja tiek izmantota difūzija pret otru, fosfors neizbēgami tiks izkliedēts uz visām virsmām, ieskaitot silīcija vafeles malas.Fotoģenerētie elektroni, kas savākti PN savienojuma priekšpusē, plūdīs gar malas apgabalu, kur fosfors tiek izkliedēts PN savienojuma aizmugurē, izraisot īssavienojumu.Tāpēc leģētais silīcijs ap saules bateriju ir jāiegravē, lai noņemtu PN savienojumu pie šūnas malas.Šo procesu parasti veic, izmantojot plazmas kodināšanas metodes.Plazmas kodināšana ir zema spiediena stāvoklī, reaktīvās gāzes CF4 sākotnējās molekulas tiek ierosinātas ar radiofrekvences jaudu, lai radītu jonizāciju un veidotu plazmu.Plazma sastāv no lādētiem elektroniem un joniem.Elektronu iedarbībā gāze reakcijas kamerā var absorbēt enerģiju un veidot lielu skaitu aktīvo grupu, papildus pārvēršoties jonos.Aktīvās reaktīvās grupas difūzijas vai elektriskā lauka ietekmē sasniedz SiO2 virsmu, kur tās ķīmiski reaģē ar kodināmā materiāla virsmu un veido gaistošus reakcijas produktus, kas atdalās no apstrādājamā materiāla virsmas. iegravēti, un vakuuma sistēma tos izsūknē no dobuma.

6. Pretatstarojošs pārklājums

Pulētās silīcija virsmas atstarošanas spēja ir 35%.Lai samazinātu virsmas atstarošanu un uzlabotu šūnas konversijas efektivitāti, nepieciešams uzklāt silīcija nitrīda pretatstarošanās plēves slāni.Rūpnieciskajā ražošanā PECVD iekārtas bieži izmanto, lai sagatavotu pretatstarošanas plēves.PECVD ir plazmas pastiprināta ķīmiskā tvaiku pārklāšana.Tās tehniskais princips ir izmantot zemas temperatūras plazmu kā enerģijas avotu, paraugu novieto uz kvēlizlādes katoda zemā spiedienā, svelmes izlādi izmanto, lai uzsildītu paraugu līdz iepriekš noteiktai temperatūrai un pēc tam atbilstošs daudzums tiek ieviestas reaktīvās gāzes SiH4 un NH3.Pēc virknes ķīmisko reakciju un plazmas reakciju uz parauga virsmas veidojas cietvielu plēve, tas ir, silīcija nitrīda plēve.Kopumā ar šo plazmas pastiprināto ķīmisko tvaiku pārklāšanas metodi uzklātās plēves biezums ir aptuveni 70 nm.Šāda biezuma plēvēm ir optiskā funkcionalitāte.Izmantojot plānās plēves traucējumu principu, var ievērojami samazināt gaismas atstarošanos, ievērojami palielināt īssavienojuma strāvu un akumulatora izvadi, kā arī ievērojami uzlabot efektivitāti.

7. sietspiede

Pēc tam, kad saules baterija ir izgājusi teksturēšanas, difūzijas un PECVD procesus, ir izveidojies PN savienojums, kas apgaismojumā var radīt strāvu.Lai eksportētu ģenerēto strāvu, uz akumulatora virsmas ir jāizgatavo pozitīvi un negatīvi elektrodi.Ir daudz veidu, kā izgatavot elektrodus, un sietspiede ir visizplatītākais saules bateriju elektrodu izgatavošanas process.Sietspiede ir iepriekš noteikta raksta drukāšana uz pamatnes, izmantojot reljefu.Aprīkojums sastāv no trim daļām: sudraba-alumīnija pastas apdruka akumulatora aizmugurē, alumīnija pastas apdruka akumulatora aizmugurē un sudraba pastas apdruka akumulatora priekšpusē.Tās darbības princips ir šāds: izmantojiet sieta raksta sietu, lai iekļūtu vircā, ar skrāpi pielieciet noteiktu spiedienu uz sieta vircas daļu un vienlaikus virzieties uz sieta otru galu.Tinti kustoties, rakelis tiek izspiests no grafiskās daļas sieta uz pamatnes.Pateicoties pastas viskozā iedarbībai, nospiedums tiek fiksēts noteiktā diapazonā, un rakelis drukāšanas laikā vienmēr ir lineārā saskarē ar sietspiedes plāksni un substrātu, un kontaktlīnija pārvietojas līdz ar rakeļa kustību, lai pabeigtu. drukas triepiens.

8. ātra saķepināšana

Sietspiedes silīcija vafeles nevar izmantot tieši.Tas ātri jāsaķepina saķepināšanas krāsnī, lai nodedzinātu organisko sveķu saistvielu, atstājot gandrīz tīrus sudraba elektrodus, kas stikla iedarbības dēļ ir cieši pielipuši pie silīcija plāksnītes.Kad sudraba elektroda un kristāliskā silīcija temperatūra sasniedz eitektisko temperatūru, kristāliskā silīcija atomi tiek integrēti izkausētā sudraba elektroda materiālā noteiktā proporcijā, tādējādi veidojot augšējā un apakšējā elektroda omu kontaktu un uzlabojot atvērto ķēdi. šūnas spriegums un piepildījuma koeficients.Galvenais parametrs ir panākt, lai tam būtu pretestības raksturlielumi, lai uzlabotu šūnas konversijas efektivitāti.

Saķepināšanas krāsns ir sadalīta trīs posmos: iepriekšēja saķepināšana, saķepināšana un dzesēšana.Pirmssaķepināšanas posma mērķis ir sadalīt un sadedzināt vircā esošo polimēru saistvielu, un temperatūra šajā posmā lēnām paaugstinās;saķepināšanas stadijā saķepinātajā ķermenī tiek pabeigtas dažādas fizikālās un ķīmiskās reakcijas, veidojot pretestības plēves struktūru, padarot to patiesi pretestīgu., šajā posmā temperatūra sasniedz maksimumu;dzesēšanas un dzesēšanas stadijā stiklu atdzesē, sacietē un sacietē, lai pretestības plēves struktūra būtu stingri pielipusi pie pamatnes.

9. Perifērijas ierīces

Šūnu ražošanas procesā ir nepieciešamas arī perifērijas iekārtas, piemēram, strāvas padeve, elektroapgāde, ūdens apgāde, kanalizācija, HVAC, vakuums un īpašs tvaiks.Ugunsdrošības un vides aizsardzības aprīkojums ir īpaši svarīgs, lai nodrošinātu drošību un ilgtspējīgu attīstību.Saules bateriju ražošanas līnijai ar gada jaudu 50MW, procesa un jaudas iekārtu enerģijas patēriņš vien ir aptuveni 1800KW.Procesa tīrā ūdens daudzums ir aptuveni 15 tonnas stundā, un ūdens kvalitātes prasības atbilst Ķīnas elektroniskās kvalitātes ūdens GB/T11446.1-1997 EW-1 tehniskajam standartam.Procesa dzesēšanas ūdens daudzums arī ir aptuveni 15 tonnas stundā, daļiņu izmērs ūdens kvalitātē nedrīkst būt lielāks par 10 mikroniem, un ūdens padeves temperatūrai jābūt 15-20 °C.Vakuuma izplūdes tilpums ir aptuveni 300M3/H.Vienlaikus nepieciešamas arī aptuveni 20 kubikmetru slāpekļa uzglabāšanas tvertnes un 10 kubikmetru skābekļa uzglabāšanas tvertnes.Ņemot vērā īpašu gāzu, piemēram, silāna, drošības faktorus, ir nepieciešams arī izveidot īpašu gāzes telpu, lai pilnībā nodrošinātu ražošanas drošību.Turklāt silāna sadedzināšanas torņi un notekūdeņu attīrīšanas stacijas ir arī nepieciešamas telpas šūnu ražošanai.