Процесс производства монокристаллических солнечные панели включает в себя ряд сложных и совершенных технологий и средств контроля процессов, гарантирующих постоянное качество и высокую эффективность каждой панели. Ниже приводится подробный ответ и введение:
Ключевые технологии и средства контроля процесса производства монокристаллических кремниевых панелей
Получение кремниевых материалов высокой чистоты
Первым шагом в производстве солнечных панелей из монокристаллического кремния является подготовка кремниевых материалов высокой чистоты. Чистота кремния напрямую влияет на эффективность и производительность панелей. Кремниевые материалы обычно получают в процессе очистки металлургического кремния, который включает:
Трихлорсилановый метод (метод Сименса): Трихлорсилан (HCl) получают путем реакции металлургического кремния с хлором, а затем перегоняют и восстанавливают для окончательного получения поликристаллического кремния высокой чистоты.
Метод зонной плавки. Для дальнейшего повышения чистоты кремния используется метод зонной плавки, при котором слиток кремния частично плавится при высокой температуре, а примеси постепенно удаляются путем зонного нагрева.
Выращивание слитков монокристаллического кремния
После получения кремниевого материала высокой чистоты его необходимо преобразовать в слитки монокристаллического кремния. К основным методам относятся:
Метод Чохральского (Чехия): поликристаллический кремний помещают в кварцевый тигель и нагревают до расплавленного состояния, затем затравку монокристалла погружают в расплавленный кремний, а затравочный кристалл медленно вращают и вытягивают вверх, чтобы постепенно вырастить монокристалл кремния. слиток.
Метод плавающей зоны (FZ): электромагнитный индукционный нагрев используется для выращивания монокристаллического кремния без тигля. Монокристаллический кремний высокой чистоты получают плавлением и кристаллизацией стержней поликристаллического кремния в секциях под действием высокочастотной индукционной катушки.
Резка кремниевых слитков и производство кремниевых пластин.
После того, как рост слитка монокристаллического кремния завершен, его необходимо разрезать на тонкие ломтики, чтобы сделать солнечные элементы. Ключевые шаги включают в себя:
Резка кремниевых слитков: с помощью технологии резки алмазной проволокой слиток монокристаллического кремния разрезается на тонкие ломтики. Резка алмазной проволокой может обеспечить высокую точность резки с низкими потерями.
Полировка и очистка кремниевых пластин. Разрезанные кремниевые пластины необходимо отполировать и очистить, чтобы удалить следы резки и загрязнения с поверхности, а также обеспечить гладкость и плоскостность поверхности кремниевой пластины.
Текстурирование и легирование кремниевых пластин.
Чтобы повысить эффективность фотоэлектрического преобразования, кремниевые пластины необходимо текстурировать и легировать:
Текстурирование: крошечная пирамидальная структура формируется на поверхности кремниевой пластины путем химического травления для увеличения площади поверхности и эффективности поглощения света.
Легирование: фосфор (n-тип) или бор (p-тип) и другие элементы легируются на кремниевой пластине путем диффузии или ионной имплантации с образованием PN-перехода, который является основой солнечных элементов для выработки электроэнергии.
Пассивация поверхности и антибликовое покрытие.
Чтобы уменьшить рекомбинацию фотогенерированных носителей и повысить эффективность фотоэлектрического преобразования, поверхность кремниевой пластины необходимо пассивировать и нанести просветляющее покрытие:
Пассивация поверхности: слой оксида кремния или нитрида кремния наносится на поверхность кремниевой пластины методом химического осаждения из паровой фазы (CVD) или атомно-слоевого осаждения (ALD) для уменьшения поверхностных дефектов и рекомбинации.
Антибликовое покрытие: слой антибликового покрытия, такого как нитрид кремния (SiNx), наносится на поверхность кремниевой пластины для уменьшения отражения света и повышения эффективности поглощения света.
Производство электродов и сборка ячеек
Чтобы собирать и передавать фотогенерированный ток, на поверхности кремниевых пластин необходимо изготовить электроды:
Передний электрод: серебряная паста наносится на лицевую часть кремниевой пластины с помощью технологии трафаретной печати, а хороший омический контактный электрод формируется в процессе спекания.
Задний электрод: алюминиевый электрод или серебряный электрод изготавливается на обратной стороне кремниевой пластины путем вакуумного испарения или трафаретной печати, чтобы обеспечить эффективный сбор тока.
Тестирование и сортировка клеток
Произведенные элементы должны пройти тщательное тестирование и сортировку, чтобы гарантировать их производительность и согласованность:
Фотоэлектрическое тестирование: такие параметры тестирования, как напряжение холостого хода (Voc), ток короткого замыкания (Isc), коэффициент заполнения (FF) и эффективность преобразования каждой ячейки.
Сортировка: в соответствии с результатами испытаний элементы делятся на разные уровни эффективности, чтобы их можно было сопоставить во время сборки для улучшения общей производительности компонентов.
Сборка и упаковка комплектующих
После тестирования и сортировки элементы необходимо собрать в модули солнечных батарей:
Последовательное и параллельное соединение: элементы соединяются последовательно и параллельно в соответствии с требованиями конструкции, образуя комплект батарей.
Упаковка: используйте пленку EVA (этиленвинилацетат), чтобы поместить цепочку ячеек между стеклом и задним листом с высоким светопропусканием, и используйте ламинатор для выполнения упаковки горячим прессованием, чтобы сформировать водонепроницаемую и пыленепроницаемую сборку ячеек.
Контроль качества и заводская проверка
Наконец, изготовленные модули солнечных батарей должны пройти строгий контроль качества и заводскую проверку:
Испытание на механическую прочность: проверьте устойчивость модуля к ветру, давлению и ударам, чтобы убедиться в его долговечности в различных условиях окружающей среды.
Тест электрических характеристик: проверьте выходную мощность и эффективность модуля, моделируя солнечный свет, чтобы убедиться, что он соответствует проектным спецификациям и стандартам.
Таким образом, процесс производства солнечных панелей из монокристаллического кремния включает в себя множество ключевых технологий и средств контроля процесса: от подготовки кремниевых материалов высокой чистоты до выращивания слитков монокристаллического кремния, резки, текстурирования и легирования кремниевых пластин и т. д. производство электродов, сборка элементов и окончательный контроль качества. Каждый шаг требует строгого контроля и точности работы, чтобы обеспечить высокую эффективность и стабильность конечного продукта. Благодаря этим технологиям и средствам управления процессами солнечные панели из монокристаллического кремния могут оставаться конкурентоспособными на рынке и предоставлять пользователям эффективные и надежные решения в области солнечной энергетики.
