Parámetros del módulo de células solares y proceso de producción.

Las células solares se dividen en células monocristalinas y células policristalinas.

Clasificación

Las células de silicio cristalino solar de uso doméstico se pueden clasificar según el tamaño y el policristal único:

Cristal simple 125 * 125

Cristal simple 156 * 156

Policristalino 156 * 156

Cristal único 150 * 150

Cristal único 103 * 103

Policristalino 125 * 125

Componentes relacionados

125 * 125 monocristal

Introducción al excelente rendimiento de las células solares de silicio cristalino:

· Alta eficiencia, baja atenuación y alta confiabilidad;

· La tecnología de difusión avanzada asegura una buena uniformidad dentro de la película y reduce la pérdida de correspondencia entre las células;

· Utilizando tecnología avanzada de formación de película tubular PECVD, la película antirreflectante de nitruro de silicio de color azul profundo que cubre la superficie de la batería es densa, uniforme y hermosa;

? Aplique pasta de metal de alta calidad para hacer electrodos y campos traseros. Asegura una buena conductividad eléctrica, soldabilidad y planitud del campo posterior;

Los gráficos de serigrafía de alta precisión hacen que la celda sea fácil de soldar automáticamente.

156 * 156 policristalino

Introducción al excelente rendimiento de las células solares de silicio cristalino:

Además del excelente rendimiento de la batería monocristalina de 125 * 125, también está disponible el siguiente rendimiento.

Los gráficos de serigrafía de alta precisión hacen que la celda sea fácil de soldar automáticamente.

125 monocristal

Introducción al excelente rendimiento de los módulos solares de silicio cristalino:

· Los componentes SF-PV pueden satisfacer diferentes niveles de consumo

· Utilice células solares de silicio de alta eficiencia

· Voltaje nominal del componente 24 / 12VDC

· Vidrio templado de 3,2 mm de espesor

· Para mejorar la resistencia al viento y la presión de la nieve, use un marco de aluminio duradero para un fácil montaje.

· El marco del componente está diseñado con un orificio de fuga para el drenaje para eliminar la acumulación de lluvia o nieve a largo plazo en el invierno, causando la formación de hielo o incluso deformando el marco.

· Los cables se ensamblan mediante conectores rápidos

· Embalaje para cumplir con los requisitos del cliente

· Garantía de 25 años de vida útil

156 policristal

Excelente rendimiento de los módulos de células solares de silicio cristalino: excelente rendimiento con 125 monocristales

Proceso de fabricación de células solares

El proceso de producción de las células solares se divide en inspección de obleas de silicio - texturizado y decapado de la superficie - unión por difusión - desfosforización del vidrio de silicio - grabado con plasma y decapado - revestimiento antirreflectante - serigrafía - sinterizado rápido, etc. Los detalles son los siguientes:

Primero, inspección de obleas de silicio

La oblea de silicio es el portador de la hoja de la célula solar. La calidad de la oblea de silicio determina directamente la eficiencia de conversión de la hoja de la célula solar, por lo que es necesario detectar la oblea de silicio entrante. Este proceso se utiliza principalmente para medir algunos parámetros técnicos de la oblea de silicio. Estos parámetros incluyen principalmente la rugosidad de la superficie de la oblea de silicio, la vida útil minoritaria, la resistividad, el tipo de P / N y la microfisura. El equipo se divide en carga y descarga automática, transmisión de obleas de silicio, integración de sistemas y cuatro módulos de detección. Entre ellos, el detector de obleas fotovoltaicas detecta las irregularidades de la superficie de la oblea de silicio, y simultáneamente detecta los parámetros de apariencia como el tamaño y la diagonal de la oblea de silicio; el módulo de detección de microfisuras se utiliza para detectar la microfisura interna de la oblea de silicio; El módulo de detección, uno de los módulos de prueba en línea, prueba principalmente la resistividad de la oblea de silicio y el tipo de chip de silicio, y el otro módulo se utiliza para detectar la vida útil de la portadora minoritaria de la oblea de silicio. Antes de realizar la detección de resistividad y vida útil del portador minoritario, es necesario detectar la diagonal y la microgrieta de la oblea de silicio y eliminar automáticamente la oblea de silicio dañada. El equipo de inspección de obleas es capaz de cargar y descargar hojas automáticamente y puede colocar productos defectuosos en una posición fija, mejorando así la precisión y la eficiencia de la detección.

En segundo lugar, la superficie de la cachemira.

La gamuza de silicio monocristalino se prepara mediante el grabado anisotrópico de silicio, que forma millones de pirámides tetraédricas, es decir, estructuras piramidales, por centímetro cuadrado de superficie de silicio. Debido a los múltiples reflejos y refracciones de la luz incidente en la superficie, se incrementa la absorción de luz y se mejoran la corriente de cortocircuito y la eficiencia de conversión de la batería. La solución de grabado anisotrópica de silicio es normalmente una solución alcalina caliente, y las bases utilizables son hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, hidróxido de litio y etilendiamina. La mayor parte de la solución de hidróxido de sodio a baja temperatura se usa para preparar silicio ahumado a una temperatura de corrosión de 70-85 ° C.Para obtener una gamuza uniforme, se deben agregar alcoholes como etanol e isopropanol como agente complejante en la solución para Acelera la corrosión del silicio. En la preparación del terciopelo, la oblea de silicio debe someterse primero a una corrosión superficial preliminar, grabarse con una solución de grabado alcalina o ácida hasta aproximadamente 20 a 25 µm y después de someter la superficie ondulada a una limpieza química general. Las obleas de silicio preparadas en la superficie no deben almacenarse en el agua durante mucho tiempo para evitar la contaminación y deben difundirse lo antes posible.

En tercer lugar, difusión y nudo.

Las células solares requieren una gran área de unión PN para convertir la energía luminosa en energía eléctrica, y el horno de difusión es un dispositivo especializado para fabricar las uniones PN de las células solares. El horno de difusión tubular consta principalmente de cuatro partes: la parte superior de descarga del bote de cuarzo, la cámara de gases de escape, la parte del horno y la parte del gabinete de gas. La difusión generalmente utiliza una fuente líquida de oxicloruro de fósforo como fuente de difusión. La oblea de silicio tipo P se coloca en un recipiente de cuarzo de un horno de difusión tubular, y el oxicloruro de fósforo se introduce en un recipiente de cuarzo a una temperatura alta de 850-900 grados Celsius, y se hace reaccionar con el oxicloruro de fósforo y la oblea de silicio para obtener fósforo. átomo. Después de un cierto período de tiempo, los átomos de fósforo ingresan a la capa superficial de la oblea de silicio desde todos los lados y se difunden en el interior de la oblea de silicio a través del espacio entre los átomos de silicio, formando una interfaz entre el semiconductor de tipo N y el Semiconductor de tipo P, es decir, la unión PN. La unión PN preparada por este método tiene una buena uniformidad, la resistencia al cuadrado es inferior al diez por ciento y la vida útil minoritaria puede ser superior a 10 ms. La fabricación de uniones PN es el proceso más básico y crítico en la producción de células solares. Debido a que es la formación de la unión PN, los electrones y los agujeros no regresan a la posición original después de fluir, formando así una corriente y la corriente es conducida por el cable, que es corriente continua.

Cuarto, vidrio de fósforo

El proceso se utiliza en el proceso de producción de una hoja de células solares, y la oblea de silicio se sumerge en una solución de ácido fluorhídrico mediante un método de grabado químico para generar una reacción química para formar un ácido hexafluorosilícico complejo soluble para eliminar el sistema de difusión. Se formó una capa de vidrio de fosfosilicato en la superficie de la oblea de silicio después de la unión. Durante el proceso de difusión, POCL3 reacciona con O2 para formar P2O5 depositado en la superficie de la oblea de silicio. P2O5 reacciona con Si para formar átomos de SiO2 y fósforo.

Por lo tanto, se forma una capa de SiO2 que contiene fósforo en la superficie de la oblea de silicio, que se denomina vidrio de fosfosilicato. El equipo para remover vidrio de fósforo-silicona generalmente se compone de un cuerpo, un tanque de limpieza, un sistema de servoaccionamiento, un brazo mecánico, un sistema de control eléctrico y un sistema automático de distribución de ácido. Las principales fuentes de energía son el ácido fluorhídrico, el nitrógeno, el aire comprimido, el agua pura y el viento caliente y las aguas residuales. El ácido fluorhídrico es capaz de disolver la sílice porque el ácido fluorhídrico reacciona con la sílice para formar un gas tetrafluoruro de silicio volátil. Si el ácido fluorhídrico es excesivo, el tetrafluoruro de silicio formado por la reacción reaccionará además con el ácido fluorhídrico para formar un ácido hexafluorosilícico complejo soluble.

Quinto, grabado con plasma

Dado que incluso la difusión adosada se utiliza durante el proceso de difusión, todas las superficies, incluidos los bordes de la oblea de silicio, se difundirán inevitablemente con fósforo. Los electrones fotogenerados recogidos en el lado frontal de la unión PN fluyen a lo largo del borde donde el fósforo se difunde hacia la parte posterior de la unión PN, provocando un cortocircuito. Por lo tanto, el silicio dopado alrededor de la celda solar debe grabarse para eliminar la unión PN en el borde de la celda. Este proceso generalmente se realiza mediante técnicas de grabado con plasma. El grabado con plasma se realiza a bajo voltaje, y la molécula original del gas de reacción CF4 se ioniza y forma plasma bajo la excitación de potencia de radiofrecuencia. El plasma está compuesto de iones y electrones cargados. Bajo el impacto de los electrones, el gas en la cámara de reacción absorbe energía y forma una gran cantidad de grupos activos además de convertirse en iones. El grupo reactivo llega a la superficie del SiO2 por difusión o bajo la acción de un campo eléctrico, donde reacciona químicamente con la superficie del material a grabar y forma un producto de reacción volátil que se separa de la superficie del objeto. para ser grabado y es evacuado a la cavidad por el sistema de vacío.

Sexta película antirreflejos

La reflectividad de la superficie de silicio pulido es del 35%. Para reducir el reflejo de la superficie y mejorar la eficiencia de conversión de la batería, es necesario depositar una película antirreflectante de nitruro de silicio. En la producción industrial, las películas antirreflejos a menudo se preparan utilizando equipos PECVD. PECVD es deposición de vapor químico mejorada por plasma. Su principio técnico es utilizar plasma de baja temperatura como fuente de energía, la muestra se coloca en el cátodo de la descarga luminiscente a baja presión, la muestra se calienta a una temperatura predeterminada mediante descarga luminiscente y luego la cantidad adecuada de gases de reacción SiH4 y se introducen NH3. Una serie de reacciones químicas y reacciones del plasma forman una película sólida, una película de nitruro de silicio, en la superficie de la muestra. En general, la película depositada por este método de deposición de vapor químico mejorado con plasma tiene un espesor de aproximadamente 70 nm. Las películas de este grosor tienen funcionalidad óptica. Al utilizar el principio de interferencia de película delgada, la reflexión de la luz se puede reducir en gran medida, la corriente de cortocircuito y la salida de la batería aumentan considerablemente y la eficiencia también se mejora considerablemente.

Siete, serigrafía

Después del proceso de texturizado, difusión y PECVD, la celda solar se ha convertido en una unión PN, que puede generar corriente bajo iluminación. Para derivar la corriente generada, es necesario hacer electrodos positivos y negativos en la superficie de la batería. Hay muchas formas de fabricar electrodos, y la serigrafía es actualmente el proceso de producción más común para fabricar electrodos de células solares. La serigrafía consiste en estampar el patrón predeterminado en el sustrato mediante estampado. El dispositivo consta de una impresión de pasta de aluminio plateado en la parte posterior de la batería, una impresión de pasta de aluminio en la parte posterior de la batería y una impresión de pasta de plata en la parte frontal de la batería. El principio de funcionamiento es el siguiente: una parte del patrón de malla se utiliza para pasar a través de la lechada, y el raspador aplica una cierta presión a la parte de la lechada de la criba mientras se mueve hacia el otro extremo de la criba. La tinta se exprime desde la malla de la parte del patrón sobre el sustrato mediante la cuchilla rascadora durante el movimiento. Debido a la acción viscosa de la lechada, la impresión se fija dentro de un cierto rango, y la escobilla de goma siempre está en contacto lineal con la placa de la pantalla y el sustrato durante la impresión, y la línea de contacto se mueve a medida que se mueve la cuchilla, completando así la impresión. carrera.

Ocho, sinterización rápida

La oblea de silicio serigrafiada no se puede utilizar directamente, y debe sinterizarse rápidamente en un horno de sinterización para quemar el aglutinante de resina orgánica, dejando casi un electrodo de plata pura que se adhiere a la oblea de silicio debido a la acción vítrea. Cuando el electrodo de plata y el silicio cristalino alcanzan la temperatura eutéctica, los átomos de silicio cristalino se incorporan al material del electrodo de plata fundida en una cierta proporción, formando así un contacto óhmico de los electrodos superior e inferior, y mejorando el voltaje de circuito abierto y la factor de llenado de la batería. Los parámetros clave son tales que tienen propiedades resistivas para mejorar la eficiencia de conversión de la celda.

El horno de sinterización se divide en tres etapas: presinterización, sinterización y enfriamiento. El propósito de la etapa de pre-sinterización es descomponer y quemar el aglutinante de polímero en la suspensión. En esta etapa, la temperatura aumenta lentamente. En la etapa de sinterización, se completan varias reacciones físicas y químicas en el cuerpo sinterizado para formar una estructura de película resistiva, que lo hace verdaderamente resistivo. En esta etapa, la temperatura alcanza un pico; en la etapa de enfriamiento y enfriamiento, el vidrio se enfría y solidifica, y la estructura de película resistiva se adhiere fijamente al sustrato.

Nueve, equipo periférico

En el proceso de producción de chips de batería, también se requieren instalaciones periféricas como suministro de energía, suministro de agua, drenaje, HVAC, vacío y vapor especial. Los equipos de protección contra incendios y ambientales también son importantes para garantizar la seguridad y el desarrollo sostenible. Una capacidad de producción anual de la línea de producción de células solares de 50MW, solo la potencia del equipo de proceso y energía es de aproximadamente 1800KW. La cantidad de agua pura utilizada en el proceso es de aproximadamente 15 toneladas por hora, y los requisitos de calidad del agua cumplen con el estándar técnico EW-1 de China Electronic Grade Water GB / T11446.1-1997. La cantidad de agua de refrigeración del proceso también es de unas 15 toneladas por hora. El tamaño de partícula del agua no debe exceder los 10 micrones, y la temperatura del suministro de agua debe ser de 15-20 ° C.El desplazamiento de vacío es de alrededor de 300M3 / H al mismo tiempo, aproximadamente 30 metros cúbicos de tanque de almacenamiento de nitrógeno y 10 metros cúbicos. de tanque de almacenamiento de oxígeno son necesarios. Teniendo en cuenta los factores de seguridad de gases especiales como el silano, también es necesario instalar una cámara de aire especial para garantizar una seguridad de producción absoluta. Además, las torres de combustión de silano, las estaciones de tratamiento de aguas residuales, etc. también son instalaciones necesarias para la producción de láminas de batería.

Problema de atencion

La celda solar utiliza un proceso de cocción que requiere solo una sinterización, mientras forma un contacto óhmico de los electrodos superior e inferior. Oblea de plata, pasta de aluminio plateado, oblea de silicio impresa con pasta de aluminio, después del secado, el disolvente orgánico se volatiliza completamente y la película se contrae hasta convertirse en una sustancia sólida y se adhiere a la oblea de silicio. En este momento, se puede considerar como una capa de material de electrodo metálico y silicio. Las piezas se tocan. Cuando el material metálico del electrodo y el silicio monocristalino semiconductor se calientan a una temperatura eutéctica, los átomos de silicio monocristalino se disuelven en el material del electrodo de aleación fundida en una determinada proporción. Todo el proceso de disolución de un átomo de silicio monocristalino en el metal del electrodo es bastante rápido, por lo general en cuestión de segundos. El número de átomos de silicio monocristalinos disueltos depende de la temperatura de la aleación y del volumen del material del electrodo. Cuanto mayor sea la temperatura de la aleación sinterizada, mayor será el volumen del material metálico del electrodo y mayor será el número de átomos de silicio disueltos. El estado en este momento se llama cristal. Un sistema de aleación de metales del electrodo si la temperatura se baja en este momento, el sistema comienza a enfriarse para formar una capa recristalizada, momento en el cual los átomos de silicio originalmente disueltos en el material del metal del electrodo se cristalizan nuevamente en un estado sólido, es decir, se hace crecer una capa epitaxial en la interfaz de contacto metal-cristal. Si la capa epitaxial contiene una cantidad suficiente de componentes de impurezas del mismo tipo de conductividad que el material cristalino original, se forma un contacto óhmico mediante el proceso de aleación; si una cantidad suficiente de componente de impureza que es diferente del tipo de conductividad del material de cristal original está contenida en la capa de cristal, esto da como resultado la formación de una unión PN mediante un proceso de aleación.

En el horno de sinterización general del tipo de correa de malla, se usa un alambre calefactor como elemento calefactor, y la pieza de trabajo se calienta principalmente por conducción de calor, y no se puede lograr un rápido aumento de temperatura. Solo la radiación o el microondas pueden calentar rápidamente el objeto, y el calentamiento radiante tiene las ventajas de un uso económico, seguridad y confiabilidad y fácil reemplazo. Por lo tanto, el horno de sinterización de células solares utiliza básicamente una lámpara de cuarzo infrarroja como elemento calefactor principal. Su diseño debe prestar atención a los siguientes tres aspectos:

1, la estructura del tubo de calefacción

Para lograr un pico de temperatura en la sección de sinterización, se necesita colocar suficiente potencia de calentamiento en un espacio de horno corto. Hay dos configuraciones de colector de onda corta y tubo único de onda corta, y la densidad de potencia lineal es de 60 kW / m2. Aunque el tubo de onda corta tiene una potencia única más alta (equivalente a dos tubos individuales en paralelo), debido al complicado proceso de fabricación, la calidad del tubo de vidrio de cuarzo es mayor y el costo de fabricación es aproximadamente 2,5 veces mayor que el del tubo sencillo. tubo. Por lo tanto, en el uso real, se usa principalmente un solo tubo.

2. Espectroscopia de absorción de radiación infrarroja

Cuando la energía de la radiación infrarroja es absorbida por la pieza de trabajo, el espectro de absorción específico de la sustancia debe coincidir con el espectro de emisión para absorber la energía radiante de la manera más eficiente en el menor tiempo posible. Por lo tanto, las lámparas de cuarzo infrarrojas seleccionadas también son diferentes en las diferentes etapas de sinterización. En la sección de secado, es necesario utilizar el tubo de onda media para ayudar al calentamiento del aire caliente en la rápida evaporación del solvente orgánico y el agua. En la sección de precalentamiento, el sustrato debe precalentarse de manera suficientemente uniforme y el tubo de onda media tiene buena radiación infrarroja y equilibrio. La capacidad de absorción y penetración cumple con los requisitos; en la sección de sinterización, el sustrato debe alcanzar la temperatura eutéctica en muy poco tiempo, y solo los tubos de onda corta pueden hacerlo.

3. Método de fijación del tubo de calentamiento.

La temperatura de la sección de sinterización es de aproximadamente 850 ° C. En este momento, la temperatura de la superficie de la lámpara alcanzará los 1100 ° C, que está cerca del límite de uso del tubo de cuarzo. Si el poro se sobrecalienta ligeramente, la lámpara se quemará inmediatamente. En el cable conductor del tubo de la lámpara, dado que la pieza de metal del cable de soldadura y el vidrio de cuarzo están sellados juntos, los coeficientes de expansión térmica de los dos son inconsistentes. Si la temperatura es demasiado alta, pueden producirse grietas por tensión que provoquen fugas en la lámpara. Por tanto, la forma en que se monta y se fija la lámpara en el horno es muy importante. La figura 2 muestra una forma fija del tubo de infrarrojos en el horno. El método de fijación requiere que el extremo frío del tubo de la lámpara esté al menos a 80 mm de la pared del horno, para garantizar que la temperatura de la parte del cable conductor no sea demasiado alta; y el diámetro del orificio de montaje en la pared del horno es de 2 a 3 mm mayor que el del tubo de la lámpara y está fijado por ambos lados. La abrazadera sostiene el tubo suspendido en el horno.

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