Солнечные элементы из поликристаллического кремния В настоящее время это наиболее широко используемый тип фотоэлектрической технологии. Его основным материалом является поликристаллический кремний, а процесс производства поликристаллического кремния является важным звеном во всей цепочке производства аккумуляторов. Далее будет подробно описан процесс производства слитков поликристаллического кремния, включая такие ключевые этапы, как выбор сырья, плавление, охлаждение и формирование кристаллов.
1. Выбор сырья
Первым шагом в производстве слитков поликристаллического кремния является выбор кремниевого сырья высокой чистоты. Обычно технический кремний (Si) очищают от примесей до чистоты 99,9999% (шесть девяток). Для достижения такой высокой чистоты обычно требуются передовые технологии очистки, такие как химическое осаждение из паровой фазы (CVD). Выбор кремниевого сырья высокой чистоты является основой для обеспечения работоспособности последующих поликристаллических кремниевых элементов, поскольку примеси будут влиять на эффективность фотоэлектрического преобразования и срок службы элемента.
2. Процесс плавления
После получения кремниевого сырья высокой чистоты следующим этапом является плавка. Плавку обычно проводят в высокотемпературной печи с температурой до 1400°С. Этот процесс требует высокого энергопотребления, поэтому ключевым моментом является выбор эффективной электрической печи. В процессе плавления кристаллическая структура кремния разрушается и кремний становится жидким. Процесс плавления должен обеспечивать равномерную температуру во избежание образования пузырей и других дефектов.
3. Охлаждение и затвердевание
Расплавленный жидкий кремний необходимо постепенно охлаждать, чтобы он мог рекристаллизоваться с образованием поликристаллического кремния. Скорость и температура охлаждения имеют решающее значение, поскольку они влияют на кристаллическую структуру и качество конечного кремниевого слитка. В процессе охлаждения жидкий кремний начнет затвердевать, образуя предварительный слиток поликристаллического кремния. Этот этап обычно проводят в специальном охлаждающем устройстве, обеспечивающем равномерное охлаждение.
4. Образование кристаллов
В процессе охлаждения атомы кремния перестраиваются, образуя несколько кристаллов вместо единой кристаллической структуры. Процесс формирования слитков поликристаллического кремния включает затравку и рост кристаллов. В процессе охлаждения в некоторых областях сначала образуются небольшие кристаллические частицы, которые продолжают расти по мере снижения температуры, в конечном итоге образуя полный слиток поликристаллического кремния. Разумная скорость и время охлаждения позволяют оптимизировать размер и распределение кристаллов, тем самым улучшая характеристики поликристаллического кремния.
5. Резка и обработка слитков кремния.
После того как слиток поликристаллического кремния остынет до комнатной температуры, его нужно нарезать тонкими пластинками для использования при изготовлении солнечных элементов. В этом процессе обычно используется высокоточный станок для резки проволоки, обеспечивающий толщину разрезанной кремниевой пластины 180-200 микрон. В процессе резки необходима осторожность во избежание отходов материала и повреждения листа.
6. Проверка качества
В процессе производства кремниевых слитков контроль качества имеет решающее значение. Каждое производственное звено будет строго проверено, чтобы гарантировать соответствие чистоты, кристаллической структуры и физических свойств кремниевых слитков стандартам. Обычно спектральный анализ, микроскопическое наблюдение и другие методы используются для проведения комплексной проверки кремниевого слитка, чтобы гарантировать, что он может показать хорошие характеристики при последующем производстве аккумуляторов.
