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太阳能电池生产工艺介绍

导读大家好,我是极客范本期栏目编辑小范,现在为大家讲解以上问题。现在我们用的都是石油,但我们都知道石油能源迟早会耗尽。石油是不可再生能
大家好,我是极客范本期栏目编辑小范,现在为大家讲解以上问题。

现在我们用的都是石油,但我们都知道石油能源迟早会耗尽。石油是不可再生能源。我们的机器会做什么,用完之后应该用什么能源?人类会制定长远的计划,现在出现了很多新能源,比如太阳能、风能等。比如我们现在使用的太阳能热水器和太阳能电池,各种太阳能产品出现,那么太阳能电池是怎么产生的呢?这将在下面详细解释。

太阳能电池的生产过程分为硅片检验-表面制绒和酸洗-扩散键合-硅玻璃脱磷-等离子刻蚀和酸洗-镀抗反射膜-丝网印刷-快速烧结等。具体介绍如下:

1.硅片检验硅片是太阳能电池的载体,硅片的质量直接决定了太阳能电池的转换效率,因此有必要对入厂硅片进行检验。在少数载流子寿命和电阻率检测之前,需要检测硅片的对角线和微裂纹,并自动剔除损坏的硅片。硅片检测设备可以自动装卸晶圆,并可以将不合格产品放置在固定位置,从而提高检测精度和效率。

二、织构化单晶硅表面的制备是利用硅的各向异性腐蚀,在硅表面每平方厘米形成数百万个四棱锥,即金字塔结构。在制备织构化表面之前,硅片必须进行初步的表面腐蚀,用碱性或酸性蚀刻溶液腐蚀约20~25m。蚀刻纹理表面后,进行一般的化学清洗。表面制备的硅片不宜长时间存放在水中,防止污染,应尽快扩散成型。

第三,扩散结太阳能电池需要大面积的PN结来实现光能到电能的转换,扩散炉是制造太阳能电池PN结的专用设备。管式扩散炉主要由四部分组成:应时船的装卸部分、废气室、炉体部分和气柜部分。一般采用三氯氧磷液体源作为扩散源。制造PN结是太阳能电池生产中最基本、最关键的工序。因为正是PN结的形成,使得电子和空穴在流动后不会回到原来的地方,从而形成电流,由导线引出,也就是直流电。

4.硅玻璃脱磷该工艺用于太阳能电池的制造过程。通过化学刻蚀方法将硅片浸泡在氢氟酸溶液中,使其发生化学反应生成可溶性复合六氟硅酸,从而去除扩散键合后硅片表面形成的一层磷硅玻璃。氢氟酸可以溶解二氧化硅,因为氢氟酸与二氧化硅反应生成挥发性四氟化硅气体。如果氢氟酸过量,反应生成的四氟化硅会进一步与氢氟酸反应生成可溶性复合六氟硅酸。

5.等离子体刻蚀因为在扩散过程中,即使采用背对背扩散,包括硅片边缘在内的所有表面都将不可避免地被磷扩散。PN结正面收集的光生电子会沿着边缘磷扩散的区域流向PN结背面,造成短路。因此,必须蚀刻太阳能电池周围的掺杂硅,以去除电池边缘的PN结。

这个过程通常是通过等离子蚀刻完成的。在等离子体刻蚀中,反应气体CF4的前驱分子在射频功率的激发下电离形成等离子体。等离子体由带电的电子和离子组成。在电子的冲击下,反应室内的气体不仅能转化为离子,还能吸收能量,形成大量的活性基团。活性反应基团由于扩散或在电场的作用下到达二氧化硅的表面,在那里它们与蚀刻材料的表面发生化学反应,并形成挥发性反应产物,该反应产物从蚀刻材料的表面脱离,并被真空系统泵出空腔。

6.具有抗反射膜的抛光硅表面的反射率为35%。为了减少表面反射并提高电池的转换效率,有必要沉积氮化硅抗反射膜。PECVD设备常用于工业生产中制备减反射膜。PECVD是等离子体增强化学气相沉积。其技术原理是以低温等离子体为能源,在低压下将样品置于辉光放电的阴极上,通过辉光放电将样品加热到预定温度,然后通入适量的反应气体SiH4和NH3,气体经过一系列的化学反应和等离子体反应,在样品表面形成固体薄膜,即氮化硅薄膜。

通常,通过这种等离子体增强化学气相沉积方法沉积的膜的厚度约为70纳米。这种厚度的薄膜具有光学功能。利用薄膜干涉原理,可以大大减少光反射,大大增加电池的短路电流和输出,大大提高效率。

七、丝网印刷太阳能电池经过纹理化、扩散和PECVD后制成PN结,可以在光照下产生电流。为了引出产生的电流,有必要在电池表面制作正负电极。制作电极的方法很多,丝网印刷是太阳能电池电极最流行的生产工艺。丝网印刷是通过压花在基材上印刷预定的图案。该设备由电池背面银铝膏印刷、电池背面铝膏印刷和电池正面银膏印刷三部分组成。

其工作原理是:利用筛网图案的部分网孔穿透浆料,并在筛网的浆料部分应用刮刀

定压力,同时朝丝网另一端移动。油墨在移动中被刮刀从图形部分的网孔中挤压到基片上。由于浆料的粘性作用使印迹固着在一定范围内,印刷中刮板始终与丝网印版和基片呈线性接触,接触线随刮刀移动而移动,从而完成印刷行程。

  八、快速烧结经过丝网印刷后的硅片,不能直接使用,需经烧结炉快速烧结,将有机树脂粘合剂燃烧掉,剩下几乎纯粹的、由于玻璃质作用而密合在硅片上的银电极。烧结炉分为预烧结、烧结、降温冷却三个阶段。预烧结阶段目的是使浆料中的高分子粘合剂分解、燃烧掉,此阶段温度慢慢上升;烧结阶段中烧结体内完成各种物理化学反应,形成电阻膜结构,使其真正具有电阻特性,该阶段温度达到峰值;降温冷却阶段,玻璃冷却硬化并凝固,使电阻膜结构固定地粘附于基片上。

  九、外围设备在电池片生产过程中,还需要供电、动力、给水、排水、暖通、真空、特汽等外围设施。消防和环保设备对于保证安全和持续发展也显得尤为重要。考虑到特殊气体如硅烷的安全因素,还需要单独设置一个特气间,以绝对保证生产安全。另外,硅烷燃烧塔、污水处理站等也是电池片生产的必备设施。

  经过上面,相信大家都知道太阳能电池片的生产工艺流程具有那几步骤了,看完上面的太阳能电池片的生产工艺流程,大家可能会觉得很复杂,这个工艺流程很复杂,但是大家也要知道,哪一项科技工艺流程不是复杂的,相信过好几年后,这个工艺的步骤会减少几步,因为科技是不断进步的,做这个太阳能电池片最关键的还是耐心加耐心。

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