Ada delapan langkah untuk menghasilkan sel surya dari wafer silikon hingga pengujian akhir sel surya siap.
Langkah 1: Periksa wafer
Wafer silikon adalah pembawa sel surya. Kualitas wafer silikon secara langsung menentukan efisiensi konversi sel surya, sehingga perlu untuk menguji wafer silikon yang masuk. Proses ini terutama digunakan untuk pengukuran online dari beberapa parameter teknis wafer silikon, seperti kekasaran permukaan, masa hidup minoritas, resistivitas, tipe P / N dan microcrack, dll. Peralatan ini terdiri dari bongkar muat otomatis, transmisi wafer, integrasi sistem dan empat modul deteksi.
Diantaranya, detektor wafer silikon fotovoltaik mendeteksi kekasaran permukaan wafer silikon, dan pada saat yang sama mendeteksi parameter penampilan seperti ukuran dan garis diagonal wafer silikon. Modul deteksi microcrack digunakan untuk mendeteksi microcracks internal wafer silikon. Selain itu, ada dua modul deteksi, salah satunya adalah modul pengujian online yang terutama menguji resistivitas wafer dan jenis wafer, dan modul lainnya digunakan untuk menguji kehidupan minoritas wafer silikon. Sebelum deteksi umur minoritas dan resistivitas, diagonal dan microcrack dari wafer silikon harus dideteksi dan wafer silikon yang rusak harus secara otomatis dihapus. Peralatan pengujian wafer dapat secara otomatis memuat dan membongkar wafer, dan dapat menempatkan produk yang tidak berkualitas dalam posisi tetap, sehingga dapat meningkatkan akurasi dan efisiensi pengujian.
Langkah 2: Tekstur dan Pembersihan
Penyiapan permukaan suede silikon monokristalin adalah dengan menggunakan korosi anisotropik silikon untuk membentuk jutaan struktur piramidal empat sisi pada permukaan silikon setiap sentimeter persegi. Karena refleksi berulang dan pembiasan cahaya yang terjadi pada permukaan, penyerapan cahaya meningkat, dan arus hubung singkat dan efisiensi konversi baterai ditingkatkan.
Solusi korosi silikon anisotropik biasanya berupa larutan alkali panas. Basa yang tersedia adalah natrium hidroksida, kalium hidroksida, litium hidroksida, dan etilenadiamin. Sebagian besar dari mereka menggunakan larutan encer natrium hidroksida murah dengan konsentrasi sekitar 1% untuk menyiapkan silikon suede, dan suhu korosi 70-85 ℃. Untuk mendapatkan suede yang seragam, alkohol seperti etanol dan isopropanol harus ditambahkan sebagai zat pengompleks untuk mempercepat korosi silikon. Sebelum persiapan suede, wafer silikon harus mengalami korosi permukaan awal, dan sekitar 20 ~ 25 mikron cairan alkali atau cairan korosi asam harus digunakan untuk menghilangkannya. Setelah suede terkorosi, pembersihan bahan kimia umum harus dilakukan. Wafer silikon yang disiapkan di permukaan tidak boleh disimpan dalam air dalam waktu lama untuk mencegah kontaminasi.
Langkah 3: Difusi
Diperlukan area PN junction yang luas untuk mewujudkan konversi energi cahaya menjadi energi listrik. Tungku difusi adalah peralatan khusus untuk pembuatan sambungan PN sel surya. Tubular difusion furnace terutama terdiri dari empat bagian: bagian atas kapal kuarsa, ruang gas buang, bagian tubuh tungku dan bagian kabinet gas. Secara umum, sumber cair fosfor oksiklorida digunakan sebagai sumber difusi. Wafer silikon tipe P ditempatkan dalam wadah kuarsa tungku difusi tubular. Fosfor oksiklorida dimasukkan ke dalam wadah kuarsa oleh nitrogen pada suhu tinggi 850 - 900 derajat Celcius. Fosfor oksiklorida bereaksi dengan wafer silikon untuk mendapatkan atom fosfor. Setelah periode waktu tertentu, atom fosfor memasuki lapisan permukaan wafer silikon dari sekeliling, dan meresap ke dalam wafer silikon melalui celah antara atom silikon, membentuk persimpangan semikonduktor tipe-n dan semikonduktor tipe-p, yaitu PN. persimpangan jalan. Persimpangan PN yang dihasilkan oleh metode ini memiliki keseragaman yang baik, ketidakrataan hambatan blok kurang dari 10%, dan masa hidup minoritas lebih besar dari 10 ms. Membuat persimpangan PN adalah proses paling dasar dan utama dalam produksi sel surya. Karena itu adalah pembentukan persimpangan PN, sehingga elektron dan lubang dalam aliran tidak akan kembali ke aslinya, sehingga pembentukan arus, menggunakan kawat untuk memimpin arus, adalah arus searah. Proses ini digunakan dalam produksi dan pembuatan wafer sel surya.
Langkah 4: Edge Isolasi & Pembersihan
Melalui korosi kimia, wafer silikon direndam dalam larutan asam hidrofluorat untuk menghasilkan reaksi kimia untuk membentuk asam heksafluorosilikat kompleks yang larut, sehingga dapat menghilangkan lapisan kaca silikon fosfor yang terbentuk pada permukaan wafer silikon setelah difusi. Dalam proses difusi, POCL3 bereaksi dengan O2 untuk menghasilkan pengendapan P2O5 pada permukaan wafer silikon. P2O5 bereaksi dengan Si untuk menghasilkan atom SiO2 dan fosfor. Dengan cara ini, lapisan SiO2 yang mengandung unsur-unsur fosfor terbentuk pada permukaan wafer silikon, yang disebut kaca phosphosilicon.
Peralatan untuk kaca silikon fosfor umumnya terdiri dari tubuh, tangki pembersih, sistem penggerak servo, lengan mekanik, sistem kontrol listrik dan sistem distribusi asam otomatis, dll. Sumber daya utama adalah asam fluorida, nitrogen, udara tekan, air murni, panaskan knalpot dan air limbah. Asam hidrofluorat dapat melarutkan silika karena asam hidrofluorat bereaksi dengan silika untuk membentuk gas silikon tetrafluorida yang mudah menguap. Jika asam hidrofluorik berlebihan, silikon tetrafluorida yang dibentuk oleh reaksi selanjutnya akan bereaksi dengan asam hidrofluorat untuk membentuk asam heksafluorosilikat kompleks yang larut.
Karena proses difusi, bahkan jika menggunakan difusi back-to-back, semua permukaan termasuk tepi wafer silikon pasti akan disebarkan dengan fosfor. Elektron fotogenerasi yang dikumpulkan dari depan persimpangan PN akan mengalir ke belakang persimpangan PN di sepanjang tepi area fosfor, menyebabkan korsleting. Oleh karena itu, silikon yang didoping di sekitar sel surya harus dietsa untuk menghilangkan persimpangan PN di tepi sel.
Etsa plasma biasanya digunakan untuk menyelesaikan proses ini. Etsa plasma adalah proses di mana molekul induk CF4 gas reaktif terionisasi dan membentuk plasma dengan eksitasi daya rf pada tekanan rendah. Plasma terdiri dari elektron dan ion bermuatan, gas dalam ruang reaksi di bawah dampak elektron, selain mengubah menjadi ion, tetapi juga dapat menyerap energi dan membentuk sejumlah besar kelompok aktif. Kelompok reaktif mencapai permukaan SiO2 karena difusi atau di bawah aksi medan listrik, di mana mereka memiliki reaksi kimia dengan permukaan bahan terukir, dan membentuk produk reaksi yang mudah menguap yang melarikan diri dari permukaan bahan terukir dan diekstraksi dari rongga oleh sistem vakum.
Langkah 5: Deposisi ARC (Lapisan Anti-Reflektif)
Reflektivitas permukaan silikon yang dipoles dari film anti-pantulan berlapis adalah 35%. Untuk mengurangi pantulan permukaan dan meningkatkan efisiensi konversi baterai, lapisan film anti-pantulan silikon nitrida perlu disimpan. Saat ini, peralatan PECVD sering digunakan untuk menyiapkan film antirefleksi dalam produksi industri. PECVD adalah deposisi uap kimia yang ditingkatkan plasma. Ini adalah prinsip teknis plasma suhu rendah digunakan sebagai sumber energi, sampel pada debit cahaya katoda di bawah tekanan rendah, menggunakan sampel pemanasan debit cahaya hingga suhu yang telah ditentukan, dan kemudian melewati gas reaksi SiH4 dan NH3, gas melalui serangkaian reaksi kimia dan plasma, membentuk film padat di permukaan sampel adalah film tipis silikon nitrida. Secara umum, film tipis yang diendapkan dengan metode pengendapan uap kimia yang ditingkatkan plasma ini memiliki ketebalan sekitar 70nm. Sebuah film dengan ketebalan ini berfungsi secara optik. Menggunakan prinsip interferensi film tipis, pantulan cahaya dapat sangat dikurangi, arus hubung singkat dan output baterai dapat sangat meningkat, dan efisiensi juga dapat ditingkatkan.
Langkah 6: Hubungi Pencetakan
Sablon sel surya telah dibuat menjadi persimpangan PN setelah pembuatan serat, difusi dan PECVD dan proses lainnya, yang dapat menghasilkan arus listrik di bawah cahaya. Untuk mengekspor arus yang dihasilkan, elektroda positif dan negatif perlu dibuat pada permukaan baterai. Ada banyak cara untuk membuat elektroda, dan sablon adalah proses yang paling umum untuk membuat elektroda sel surya. Sablon MENGGUNAKAN metode embossing untuk mencetak gambar yang telah ditentukan pada media.
Peralatan tersebut terdiri dari tiga bagian: pencetakan pasta perak di bagian belakang baterai, pencetakan pasta aluminium di bagian belakang baterai dan pencetakan pasta perak di bagian depan baterai. Prinsip kerjanya adalah: gunakan mesh mesh melalui ukuran, dengan scraper dalam ukuran wire mesh untuk memberikan tekanan tertentu, sambil bergerak menuju ujung lain dari wire mesh. Tinta dapat diremas dari mesh bagian grafik ke media saat bergerak. Karena viskositas pasta, pencetakan dicetak dalam kisaran tertentu. Dalam pencetakan, pengikis selalu dalam kontak linier dengan pelat dan substrat sablon, dan garis kontak bergerak dengan pengikis untuk menyelesaikan perjalanan pencetakan.
Langkah 7: Sintering
Sintering cepat setelah sablon silikon wafer, tidak dapat digunakan secara langsung, perlu disinter oleh tungku sintering, pembakaran perekat resin organik, sisanya hampir murni, karena efek kaca dan dekat dengan elektroda perak pada silikon wafer . Ketika elektroda perak dan silikon kristal dalam suhu suhu eutektik, atom silikon kristal dengan proporsi tertentu ke dalam bahan elektroda perak cair, membentuk dan elektroda kontak ohmik, meningkatkan tegangan rangkaian terbuka sel dan mengisi faktor dua parameter kunci, membuat karakteristik ketahanannya, untuk meningkatkan efisiensi konversi sel surya.
Tungku sintering dibagi menjadi tiga tahap: presintering, sintering, dan pendinginan. Tujuan dari tahap presintering adalah untuk menguraikan dan membakar pengikat polimer dalam bubur. Pada tahap sintering, berbagai reaksi fisik dan kimia diselesaikan dalam tubuh sintering untuk membentuk struktur film resistif dan membuatnya benar-benar memiliki karakteristik resistif. Pada tahap ini, suhu mencapai puncaknya. Pada tahap pendinginan dan pendinginan, kaca mendingin, mengeras, dan mengeras sehingga struktur film resistif melekat pada substrat.
Langkah 8: Menguji dan Menyortir Sel
Sel surya yang siap dirakit sekarang diuji dalam kondisi sinar matahari yang disimulasikan dan kemudian diklasifikasikan dan disortir berdasarkan efisiensinya. Ini ditangani oleh perangkat pengujian sel surya yang secara otomatis menguji dan menyortir sel. Pekerja pabrik kemudian hanya perlu menarik sel-sel dari repositori efisiensi masing-masing yang digunakan mesin untuk berbagai macam sel.
Sel surya kemudian pada dasarnya menjadi bahan baku baru yang kemudian digunakan dalam perakitan modul PV surya. Bergantung pada kehalusan proses produksi dan kualitas bahan dasar wafer silikon, hasil akhir dalam bentuk sel surya kemudian dinilai menjadi berbagai tingkat kualitas sel surya.
Peralatan dan kondisi perangkat
Diperlukan peralatan periferal dalam proses produksi baterai, catu daya, pasokan air, drainase, hvac, vakum, uap khusus, dan fasilitas periferal lainnya. Peralatan perlindungan kebakaran dan perlindungan lingkungan juga penting untuk memastikan keamanan dan pembangunan berkelanjutan.
Lini produksi sel surya dengan kapasitas tahunan 50MW, hanya konsumsi daya proses dan peralatan listrik yang sekitar 1800KW. Jumlah air murni proses sekitar 15 ton per jam, dan kualitas air diperlukan untuk memenuhi standar teknis ew-1 air e-grade China GB / t11446.1-1997. Konsumsi air pendingin proses ini sekitar 15 ton per jam, ukuran partikel dalam air tidak boleh lebih dari 10 mikron, dan suhu pasokan air harus 15-20 ℃. Pelepasan vakum sekitar 300M3 / H. Ini juga membutuhkan sekitar 20 meter kubik nitrogen dan 10 meter kubik oksigen. Mempertimbangkan faktor keamanan gas khusus seperti silan, perlu dibuat interval gas khusus untuk memastikan keamanan produksi absolut. Selain itu, menara pembakaran silan dan stasiun pengolahan limbah juga merupakan fasilitas yang diperlukan untuk produksi sel.