सिलिकॉन सोलर सेल का विनिर्माण सिद्धांत क्या है

तैयार सौर सेल के अंतिम परीक्षण के लिए सिलिकॉन वेफर्स से सौर कोशिकाओं का उत्पादन करने के लिए आठ चरण हैं।

चरण 1: वेफर चेक

सिलिकॉन वेफर सौर सेल का वाहक है। सिलिकॉन वेफर की गुणवत्ता सीधे सौर सेल की रूपांतरण दक्षता निर्धारित करती है, इसलिए आने वाले सिलिकॉन वेफर का परीक्षण करना आवश्यक है। यह प्रक्रिया मुख्य रूप से सिलिकॉन वेफर्स के कुछ तकनीकी मापदंडों के ऑनलाइन माप के लिए उपयोग की जाती है, जैसे कि सतह खुरदरापन, अल्पसंख्यक जीवनकाल, प्रतिरोधकता, पी / एन प्रकार और माइक्रोक्रैक, आदि। उपकरण में स्वचालित लोडिंग और अनलोडिंग, वेफर ट्रांसमिशन, सिस्टम एकीकरण शामिल हैं। चार पहचान मॉड्यूल।

उनमें से, फोटोवोल्टिक सिलिकॉन वेफर डिटेक्टर सिलिकॉन वेफर की सतह खुरदरापन का पता लगाता है, और साथ ही सिलिकॉन वेफर के आकार और विकर्ण लाइन जैसे उपस्थिति मापदंडों का पता लगाता है। माइक्रोक्रैक डिटेक्शन मॉड्यूल का उपयोग सिलिकॉन वेफर के आंतरिक माइक्रोक्रैक का पता लगाने के लिए किया जाता है। इसके अलावा, दो डिटेक्शन मॉड्यूल हैं, जिनमें से एक ऑनलाइन परीक्षण मॉड्यूल है जो मुख्य रूप से वेफर प्रतिरोधकता और वेफर प्रकार का परीक्षण करता है, और दूसरे मॉड्यूल का उपयोग सिलिकॉन वेफर के अल्पसंख्यक जीवन का परीक्षण करने के लिए किया जाता है। अल्पसंख्यक जीवनकाल और प्रतिरोधकता का पता लगाने से पहले, सिलिकॉन वेफर के विकर्ण और माइक्रोक्रैक का पता लगाया जाना चाहिए और क्षतिग्रस्त सिलिकॉन वेफर को स्वचालित रूप से हटा दिया जाना चाहिए। वेफर परीक्षण उपकरण स्वचालित रूप से वेफर को लोड और अनलोड कर सकते हैं, और अयोग्य उत्पादों को निश्चित स्थिति में डाल सकते हैं, ताकि परीक्षण सटीकता और दक्षता में सुधार हो सके।

चरण 2: बनावट और सफाई

मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन साबर की सतह की तैयारी, सिलिकॉन के ऐसोट्रोपिक जंग का उपयोग करने के लिए हर वर्ग सेंटीमीटर की सिलिकॉन सतह पर लाखों चार-तरफा पिरामिड संरचनाओं का निर्माण करना है। सतह पर घटना के प्रकाश के कई प्रतिबिंब और अपवर्तन के कारण, प्रकाश का अवशोषण बढ़ जाता है, और बैटरी के शॉर्ट-सर्किट वर्तमान और रूपांतरण दक्षता में सुधार होता है।

सिलिकॉन अनिसोट्रोपिक जंग समाधान आमतौर पर गर्म क्षारीय समाधान होते हैं। उपलब्ध बेस सोडियम हाइड्रॉक्साइड, पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड, लिथियम हाइड्रॉक्साइड, और एथिलीनमाइडाइन हैं। उनमें से ज्यादातर, साबर सिलिकॉन तैयार करने के लिए लगभग 1% की एकाग्रता के साथ सस्ते सोडियम हाइड्रॉक्साइड तनु घोल का उपयोग करते हैं, और संक्षारण तापमान 70-85 ℃ है। समान साबर प्राप्त करने के लिए, इथेनॉल और आइसोप्रोपैनोल जैसे अल्कोहल को सिलिकॉन की जंग को तेज करने के लिए कॉम्प्लेक्सिंग एजेंटों के रूप में जोड़ा जाना चाहिए। साबर की तैयारी से पहले, सिलिकॉन वेफर प्रारंभिक सतह जंग से गुजरना होगा, और इसे हटाने के लिए क्षारीय या अम्लीय जंग तरल के लगभग 20 ~ 25 माइक्रोन का उपयोग किया जाएगा। साबर के ख़राब होने के बाद, सामान्य रासायनिक सफाई की जाएगी। सतह पर तैयार सिलिकॉन वेफर्स को प्रदूषण को रोकने के लिए लंबे समय तक पानी में संग्रहीत नहीं किया जाना चाहिए।

चरण 3: प्रसार

विद्युत ऊर्जा को प्रकाश ऊर्जा के रूपांतरण का एहसास करने के लिए पीएन जंक्शन के एक बड़े क्षेत्र की आवश्यकता है। प्रसार भट्ठी सौर कोशिकाओं के पीएन जंक्शन के निर्माण के लिए एक विशेष उपकरण है। ट्यूबलर डिफ्यूजन भट्टी मुख्य रूप से चार भागों से बनी होती है: क्वार्ट्ज बोट का ऊपरी हिस्सा, एग्जॉस्ट गैस चैंबर, फर्नेस बॉडी पार्ट और गैस कैबिनेट पार्ट। आमतौर पर, फास्फोरस ऑक्सीक्लोराइड के तरल स्रोत को प्रसार स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है। पी प्रकार सिलिकॉन वेफर्स को ट्यूबलर डिफ्यूज़न भट्टी के क्वार्ट्ज कंटेनर में रखा जाता है। फास्फोरस ऑक्सीक्लोराइड नाइट्रोजन द्वारा क्वार्ट्ज कंटेनर में 850-900 डिग्री सेल्सियस के उच्च तापमान पर डाला जाता है। फॉस्फोरस ऑक्सिहाइड क्लोराइड फॉस्फोरस परमाणुओं को प्राप्त करने के लिए सिलिकॉन वेफर्स के साथ प्रतिक्रिया करता है। एक निश्चित समय के बाद, फॉस्फोरस परमाणु चारों ओर से सिलिकॉन वेफर्स की सतह परत में प्रवेश करते हैं, और सिलिकॉन परमाणुओं के बीच के अंतर के माध्यम से सिलिकॉन वेफर्स में पारगमन करते हैं, जिससे एन-प्रकार अर्धचालक और पी-प्रकार अर्धचालक, पी.एन. संगम। इस विधि द्वारा उत्पादित पीएन जंक्शन में अच्छी एकरूपता है, ब्लॉक प्रतिरोध की असमानता 10% से कम है, और अल्पसंख्यक जीवनकाल 10ms से अधिक है। पीएन जंक्शन बनाना सौर सेल उत्पादन में सबसे बुनियादी और महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। क्योंकि यह पीएन जंक्शन का गठन है, ताकि प्रवाह में इलेक्ट्रॉनों और छेद मूल में वापस नहीं आएंगे, इसलिए वर्तमान का नेतृत्व करने के लिए एक तार का उपयोग करके एक धारा का गठन, प्रत्यक्ष वर्तमान है। इस प्रक्रिया का उपयोग सौर सेल वेफर्स के उत्पादन और निर्माण में किया जाता है।

चरण 4: एज अलगाव और सफाई

रासायनिक क्षरण के माध्यम से, सिलिकॉन वेफर्स घुलनशील जटिल हेक्साफ्लोरोसिलिक एसिड बनाने के लिए रासायनिक प्रतिक्रिया उत्पन्न करने के लिए हाइड्रोफ्लोरिक एसिड समाधान में डूब जाते हैं, ताकि विसरण के बाद सिलिकॉन वेफर्स की सतह पर गठित फॉस्फोरस सिलिकॉन ग्लास की एक परत को हटाया जा सके। प्रसार प्रक्रिया में, POCL3 सिलिकॉन वेफर की सतह पर P2O5 जमाव उत्पन्न करने के लिए O2 के साथ प्रतिक्रिया करता है। P2O5 SiO2 और फॉस्फोरस परमाणुओं को उत्पन्न करने के लिए Si के साथ प्रतिक्रिया करता है। इस तरह, सिलिकॉन वफ़र की सतह पर फॉस्फोरस तत्वों से युक्त SiO2 की एक परत बनती है, जिसे फ़ॉस्फ़ोसिलिकॉन ग्लास कहा जाता है।

फास्फोरस सिलिकॉन ग्लास के लिए उपकरण आम तौर पर शरीर, सफाई टैंक, सर्वो ड्राइव सिस्टम, मैकेनिकल आर्म, इलेक्ट्रिकल कंट्रोल सिस्टम और स्वचालित एसिड वितरण प्रणाली, आदि से बना होता है। मुख्य बिजली स्रोत हाइड्रोफ्लोरिक एसिड, नाइट्रोजन, संपीड़ित हवा, शुद्ध पानी, हैं गर्मी का निकास और अपशिष्ट जल। हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड सिलिका को भंग कर सकता है क्योंकि हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड सिलिका के साथ वाष्पशील सिलिकॉन टेट्राफ्लुओराइड गैस बनाता है। यदि हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड अत्यधिक होता है, तो प्रतिक्रिया द्वारा गठित सिलिकॉन टेट्राफ्लूराइड हाइड्रोफ्लूरिक एसिड के साथ एक घुलनशील जटिल हेक्साफ्लोरोसिलिक एसिड बनाने के लिए प्रतिक्रिया करेगा।

प्रसार की प्रक्रिया के कारण, भले ही बैक-टू-बैक डिफ्यूज़न का उपयोग कर रहे हों, सिलिकॉन वेफर के किनारों सहित सभी सतहों को अनिवार्य रूप से फॉस्फोरस के साथ अलग किया जाएगा। पीएन जंक्शन के सामने से एकत्र फोटोजेनरेटेड इलेक्ट्रॉनों, फॉस्फोरस क्षेत्र के किनारे के साथ पीएन जंक्शन के पीछे की ओर बहेंगे, जिससे शॉर्ट सर्किट हो सकता है। इसलिए, सेल के किनारे पर पीएन जंक्शन को हटाने के लिए सौर सेल के चारों ओर डोप किए गए सिलिकॉन को खोदना चाहिए।

इस प्रक्रिया को पूरा करने के लिए आमतौर पर प्लाज्मा नक़्क़ाशी का इस्तेमाल किया जाता है। प्लाज़्मा नक़्क़ाशी एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें प्रतिक्रियाशील गैस CF4 आयतन के मूल अणु और कम दबाव पर आरएफ शक्ति के उत्तेजना के तहत प्लाज्मा बनाते हैं। प्लाज्मा आवेशित इलेक्ट्रॉनों और आयनों से बना होता है, आयनों में परिवर्तित होने के अलावा, इलेक्ट्रॉनों के प्रभाव के तहत प्रतिक्रिया कक्ष में गैस, लेकिन ऊर्जा को अवशोषित कर सकता है और बड़ी संख्या में सक्रिय समूह बना सकता है। प्रतिक्रियाशील समूह प्रसार या विद्युत क्षेत्र की कार्रवाई के तहत SiO2 की सतह तक पहुंचते हैं, जहां वे etched सामग्री की सतह के साथ रासायनिक प्रतिक्रियाएं करते हैं, और अस्थिर प्रतिक्रिया उत्पादों को बनाते हैं जो etched सामग्री की सतह से बचते हैं और से निकाले जाते हैं निर्वात प्रणाली द्वारा गुहा।

चरण 5: एआरसी (एंटी-रिफ्लेक्टिव कोटिंग) जमाव

मढ़वाया विरोधी प्रतिबिंब फिल्म की पॉलिश सिलिकॉन सतह की प्रतिबिंबितता 35% है। सतह प्रतिबिंब को कम करने और बैटरी की रूपांतरण दक्षता में सुधार करने के लिए, सिलिकॉन नाइट्राइड विरोधी प्रतिबिंब फिल्म की एक परत को जमा करने की आवश्यकता होती है। आजकल, PECVD उपकरण अक्सर औद्योगिक उत्पादन में एंटीरफ्लेक्शन फिल्म तैयार करने के लिए उपयोग किया जाता है। PECVD प्लाज्मा वर्धित रासायनिक वाष्प जमाव है। यह कम तापमान वाले प्लाज्मा का तकनीकी सिद्धांत ऊर्जा स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है, कम दबाव में कैथोड ग्लो डिस्चार्ज पर नमूना, एक पूर्व निर्धारित तापमान तक चमक डिस्चार्ज हीटिंग नमूनों का उपयोग करके, और फिर प्रतिक्रिया गैस SiH4 और NH3 में गुजरती हैं, रासायनिक प्रतिक्रिया और प्लाज्मा की एक श्रृंखला के माध्यम से गैस, नमूना की सतह में एक ठोस फिल्म बनाने सिलिकॉन नाइट्राइड पतली फिल्मों है। आम तौर पर, प्लाज्मा-बढ़ाया रासायनिक वाष्प जमाव विधि द्वारा जमा की गई पतली फिल्में लगभग 70nm मोटी होती हैं। इस मोटाई की एक फिल्म वैकल्पिक रूप से कार्यात्मक है। पतली फिल्म के हस्तक्षेप के सिद्धांत का उपयोग करते हुए, प्रकाश प्रतिबिंब को बहुत कम किया जा सकता है, बैटरी के शॉर्ट-सर्किट वर्तमान और आउटपुट को बहुत बढ़ाया जा सकता है, और दक्षता में भी सुधार किया जा सकता है।

चरण 6: संपर्क मुद्रण

लिंट बनाने, प्रसार और PECVD और अन्य प्रक्रियाओं के बाद स्क्रीन प्रिंटिंग सौर कोशिकाओं को पीएन जंक्शन में बनाया गया है, जो प्रकाश के तहत विद्युत प्रवाह उत्पन्न कर सकता है। उत्पन्न वर्तमान को निर्यात करने के लिए, बैटरी की सतह पर सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड बनाने की आवश्यकता होती है। इलेक्ट्रोड बनाने के कई तरीके हैं, और सौर सेल इलेक्ट्रोड बनाने के लिए स्क्रीन प्रिंटिंग सबसे आम प्रक्रिया है। स्क्रीन प्रिंटिंग सब्सट्रेट पर पूर्वनिर्धारित ग्राफिक्स को प्रिंट करने के लिए एम्बॉसिंग की विधि का उपयोग करता है।

उपकरण में तीन भाग होते हैं: बैटरी के पीछे सिल्वर पेस्ट प्रिंटिंग, बैटरी के पीछे एल्यूमीनियम पेस्ट प्रिंटिंग और बैटरी के मोर्चे पर सिल्वर पेस्ट प्रिंटिंग। इसका कार्य सिद्धांत यह है: तार जाल के दूसरे छोर की ओर बढ़ते हुए, एक निश्चित दबाव लागू करने के लिए तार जाल के आकार में खुरचनी के साथ, आकार के माध्यम से मेष जाल मेष का उपयोग करें। स्याही ग्राफिक खंड के जाल से सब्सट्रेट तक निचोड़ने योग्य है क्योंकि यह चलती है। पेस्ट की चिपचिपाहट के कारण, एक निश्चित सीमा के भीतर imprinting को ठीक किया जाता है। मुद्रण में, स्क्रैपर हमेशा स्क्रीन प्रिंटिंग प्लेट और सब्सट्रेट के साथ रैखिक संपर्क में होता है, और प्रिंटिंग यात्रा को पूरा करने के लिए संपर्क लाइन स्क्रैपर के साथ चलती है।

चरण 7: सिंटरिंग

सिलिकॉन वेफर्स की स्क्रीन प्रिंटिंग के बाद तेजी से सिंटरिंग, सीधे इस्तेमाल नहीं किया जा सकता है, सिंटरिंग भट्टी से सिंटरिंग की जरूरत है, कार्बनिक राल चिपकने वाला दहन, शेष लगभग शुद्ध, कांच के प्रभाव के कारण और सिलिकॉन वेफर्स पर सिल्वर इलेक्ट्रोड के करीब । जब सिल्वर इलेक्ट्रोड और क्रिस्टलीय सिलिकॉन को यूटेकिक तापमान के तापमान में पिघला हुआ सिल्वर इलेक्ट्रोड सामग्री में निश्चित अनुपात के साथ क्रिस्टलीय सिलिकॉन परमाणु बनाते हैं, और ओमिक संपर्क इलेक्ट्रोड, सेल ओपन सर्किट वोल्टेज में सुधार करते हैं और फैक्टर दो महत्वपूर्ण मापदंडों को भरते हैं, तो इसके प्रतिरोध की विशेषताएं बनाते हैं। सौर सेल की रूपांतरण दक्षता में सुधार करने के लिए।

सिंटरिंग भट्टी को तीन चरणों में बांटा गया है: पर्सेटिंग, सिंटरिंग और कूलिंग। प्रस्तुत करने के चरण का उद्देश्य घोल में बहुलक बाइंडर को विघटित करना और जलाना है। सिंटरिंग चरण में, प्रतिरोधक फिल्म संरचना बनाने और इसे वास्तव में प्रतिरोधक विशेषताएँ बनाने के लिए विभिन्न भौतिक और रासायनिक प्रतिक्रियाओं को सिंटरिंग बॉडी में पूरा किया जाता है। इस स्तर पर, तापमान चरम पर पहुंच जाता है। शीतलन और शीतलन चरण में, ग्लास ठंडा होता है, कठोर होता है और जम जाता है ताकि प्रतिरोधक फिल्म संरचना निश्चित रूप से सब्सट्रेट से चिपक जाती है।

चरण 8: परीक्षण और सेल छँटाई

अब रेडी-टू-असेंबल सोलर सेल्स को नकली सूर्य के प्रकाश की परिस्थितियों में परीक्षण किया जाता है और फिर उनकी क्षमता के अनुसार वर्गीकृत और सॉर्ट किया जाता है। यह एक सौर सेल परीक्षण उपकरण द्वारा नियंत्रित किया जाता है जो स्वचालित रूप से कोशिकाओं का परीक्षण और सॉर्ट करता है। कारखाने के कर्मचारियों को तब संबंधित दक्षता भंडार से उन कोशिकाओं को वापस लेने की जरूरत होती है, जिन तक मशीन कोशिकाओं को ले जाती है।

सौर सेल मूल रूप से एक नया कच्चा माल बन जाता है जो तब सौर पीवी मॉड्यूल की विधानसभा में उपयोग किया जाता है। उत्पादन प्रक्रिया की चिकनाई और मूल सिलिकॉन वेफर सामग्री की गुणवत्ता के आधार पर, सौर सेल के रूप में अंतिम परिणाम तब अलग सौर सेल गुणवत्ता ग्रेड में वर्गीकृत किया जाता है।

परिधीय उपकरण और स्थितियां

बैटरी, बिजली की आपूर्ति, पानी की आपूर्ति, जल निकासी, एचवीएसी, वैक्यूम, विशेष भाप और अन्य परिधीय सुविधाओं की उत्पादन प्रक्रिया में परिधीय उपकरणों की आवश्यकता होती है। सुरक्षा और सतत विकास सुनिश्चित करने के लिए अग्नि सुरक्षा और पर्यावरण संरक्षण उपकरण भी महत्वपूर्ण हैं।

50MW की वार्षिक क्षमता के साथ एक सौर सेल उत्पादन लाइन, केवल प्रक्रिया और बिजली उपकरण बिजली की खपत लगभग 1800KW है। शुद्ध पानी की मात्रा लगभग 15 टन प्रति घंटा है, और चीन के ई-ग्रेड वॉटर जीबी / t11446.1-1997 के ई -1 तकनीकी मानक को पूरा करने के लिए पानी की गुणवत्ता आवश्यक है। प्रक्रिया का ठंडा पानी की खपत लगभग 15 टन प्रति घंटा है, पानी में कण का आकार 10 माइक्रोन से अधिक नहीं होना चाहिए, और पानी की आपूर्ति का तापमान 15-20 ℃ होना चाहिए। वैक्यूम डिस्चार्ज लगभग 300M3 / H है। इसमें लगभग 20 क्यूबिक मीटर नाइट्रोजन और 10 क्यूबिक मीटर ऑक्सीजन की भी आवश्यकता होती है। विशेष गैसों के सुरक्षा कारकों जैसे सिलाने पर विचार करते हुए, पूर्ण उत्पादन सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए एक विशेष गैस अंतराल स्थापित करना आवश्यक है। इसके अलावा, सिलोन दहन टॉवर और सीवेज उपचार स्टेशन भी सेल उत्पादन के लिए आवश्यक सुविधाएं हैं।