简述单晶硅太阳能电池的工艺过程?
单晶硅太阳能电池是一种高效、可靠、稳定、易制造的太阳能电池,其工艺过程主要包括以下几个步骤:
1. 硅片制备:将高纯度的多晶硅通过高温熔融,制成单晶硅锭。这个过程需要控制多个参数,如温度、压力和纯度等。
2. 切割硅锭:将硅锭切割成薄片,通常为1到30微米厚。切割过程需要使用高精度的设备和技术,以确保硅片表面的质量。
3. 清洗硅片:将硅片浸泡在去离子水中,去除表面杂质和污染物。然后通过酸洗和碱洗等化学处理,进一步去除表面杂质。
4. 背腐蚀:在硅片表面涂覆一层金属(通常是铝)薄膜,并在薄膜上沉积一定厚度的磷化合物。这个过程可以激活硅片表面的电子,从而提高太阳能电池的效率。
5. 正面光刻:将硅片放置在光刻机中,使用光学掩模对硅片进行曝光。通过控制曝光时间和掩模形状,可以在硅片表面形成一系列微小的凹槽和凸起,用于后续的电子束溅射。
6. 电子束溅射:在硅片表面注入高能电子束,使得硅片表面的原子被激发并重新组合,形成PN结。PN结是太阳能电池的核心部分,它可以将太阳能转化为电能并输出。
7. 测试和封装:对制成的太阳能电池进行测试和分选,选出符合规格的产品进行封装。封装过程包括切割、焊接、贴膜等步骤,最终形成成品太阳能电池板。
第一代太阳电池的制作工艺?
太阳能电池制作工艺流程
1、硅片切割,材料准备:工业制作硅电池所用的单晶硅材料,一般采用坩锅直拉法制的太阳级单晶硅棒,原始的形状为圆柱形,然后切割成方形硅片(或多晶方形硅片),硅片的边长一般为10~15cm,厚度约200~350um,电阻率约1Ω.cm的p型(全球节能环保网掺硼)。
2、去除损伤层:硅片在切割过程会产生大量的表面缺陷,这就会产生两个问题,首先表面的质量较差,另外这些表面缺陷会在电池制造过程中导致碎片增多。因此要将切割损伤层去除,一般采用碱或酸腐蚀,腐蚀的厚度约10um。
3、制绒:制绒,就是把相对光滑的原材料硅片的表面通过酸或碱腐蚀,使其凸凹不平,变得粗糙,形成漫反射,减少直射到硅片表面的太阳能的损失。对于单晶硅来说一般采用NaOH加醇的方法腐蚀,利用单晶硅的各向异性腐蚀,在表面形成无数的金字塔结构,碱液的温度约80度,浓度约1~2%,腐蚀时间约15分钟。对于多晶来说,一般采用酸法腐蚀。
4、扩散制结:扩散的目的在于形成pN结。普遍采用磷做n型掺杂。由于固态扩散需要很高的温度,因此在扩散前硅片表面的洁净非常重要,要求硅片在制绒后要进行清洗,即用酸来中和硅片表面的碱残留和金属杂质。
5、边缘刻蚀、清洗:扩散过程中,在硅片的周边表面也形成了扩散层。周边扩散层使电池的上下电极形成短路环,必须将它除去。周边上存在任何微小的局部短路都会使电池并联电阻下降,以至成为废品。目前,工业化生产用等离子干法腐蚀,在辉光放电条件下通过氟和氧交替对硅作用,去除含有扩散层的周边。扩散后清洗的目的是去除扩散过程中形成的磷硅玻璃。
6、沉积减反射层:沉积减反射层的目的在于减少表面反射,增加折射率。广泛使用pECVD淀积SiN,由于pECVD淀积SiN时,不光是生长SiN作为减反射膜,同时生成了大量的原子氢,这些氢原子能对多晶硅片具有表面钝化和体钝化的双重作用,可用于大批量生产。
7、丝网印刷上下电极:电极的制备是太阳电池制备过程中一个至关重要的步骤,它不仅决定了发射区的结构,而且也决定了电池的串联电阻和电池表面被金属覆盖的面积。最早采用真空蒸镀或化学电镀技术,而现在普遍采用丝网印刷法,即通过特殊的印刷机和模版将银浆铝浆(银铝浆)印刷在太阳电池的正背面,以形成正负电极引线。
8、共烧形成金属接触:晶体硅太阳电池要通过三次印刷金属浆料,传统工艺要用二次烧结才能形成良好的带有金属电极欧姆接触,共烧工艺只需一次烧结,同时形成上下电极的欧姆接触。在太阳电池丝网印刷电极制作中,通常采用链式烧结炉进行快速烧结。
9、电池片测试:完成的电池片经过测试分档进行归类。
单晶硅太阳能电池的生产流程?所要用到那些原料?
太阳能电池组件的核心 - 太阳能电池片 (单晶硅)
透明电池组件:
1 、层压件 组件发电的主体
2、铝合金 保护层压件,起一定的密封、支撑作用
3、接线盒 保护整个发电系统,起到电流中转站的作用
4、硅胶 密封作用,用来密封组件与铝合金边框、组件与接线盒交界处
层压件结构(按照工艺顺序):
1、 钢化玻璃 其作用为保护发电主体(如电池片
2、超白钢化处理
3、EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)用来粘结固定钢化玻璃和发电主体(如电池片)
4、 发电主体 主要作用就是发电
5、 背板 作用密封、绝缘、防水(一般都用TPT、TPE等)
制作晶体硅太阳能电池的硅材料主要来源于?
1、首先由石英砂和焦炭在电弧炉中制取纯度较低的粗硅
SiO2+2C=Si+2CO↑ ( 反应条件加热3273K)
2、然后将粗硅转化为有挥发性并易提纯的四氯化硅或三氯氢硅
Si+2Cl2=SiCl4 ( 反应条件加热723K~773K)
Si+3HCl=SiHCl3+H2↑ (反应条件加热523K~573K)
3、再用精馏法提纯SiCl4和SiHCl3,在电炉中用氢气还原,得到纯度较高的硅
SiCl4+2H2=Si+4HCl (反应条件加热)
4、最后用熔融法进一步提纯并制成高纯单晶硅。
太阳能电池的结构及制造流程是什么?
1.
切片:采用多线切割,将硅棒切割成正方形的硅片。
2.
清洗:用常规的硅片清洗方法清洗,然后用酸(或碱)溶液将硅片表面切割损伤层除去30-50um。
3.
制备绒面:用碱溶液对硅片进行各向异性腐蚀在硅片表面制备绒面。
4.
磷扩散:采用涂布源(或液态源,或固态氮化磷片状源)进行扩散,制成pN+结,结深一般为0.3-0.5um。