준비된 태양 전지의 최종 테스트까지 실리콘 웨이퍼에서 태양 전지를 생산하는 여덟 단계가 있습니다.
1 단계 : 웨이퍼 검사
실리콘 웨이퍼는 태양 전지의 운반체입니다. 실리콘 웨이퍼의 품질은 태양 전지의 변환 효율을 직접 결정하므로 들어오는 실리콘 웨이퍼를 테스트 할 필요가 있습니다. 이 공정은 표면 거칠기, 소수 수명, 비저항, P / N 유형 및 미세 균열 등과 같은 실리콘 웨이퍼의 기술적 파라미터의 온라인 측정에 주로 사용됩니다. 장비는 자동 적재 및 하역, 웨이퍼 전송, 시스템 통합 및 4 개의 탐지 모듈.
그 중 태양 광 실리콘 웨이퍼 검출기는 실리콘 웨이퍼의 표면 거칠기를 감지하고 동시에 실리콘 웨이퍼의 크기 및 대각선과 같은 외관 매개 변수를 감지합니다. 마이크로 크랙 검출 모듈은 실리콘 웨이퍼의 내부 미세 균열을 검출하는 데 사용됩니다. 또한 두 개의 감지 모듈이 있으며 그 중 하나는 주로 웨이퍼 저항력과 웨이퍼 유형을 테스트하는 온라인 테스트 모듈이며 다른 모듈은 실리콘 웨이퍼의 소수 수명을 테스트하는 데 사용됩니다. 소수 수명과 비저항을 감지하기 전에 실리콘 웨이퍼의 대각선과 마이크로 크랙을 감지하고 손상된 실리콘 웨이퍼를 자동으로 제거해야합니다. 웨이퍼 테스팅 장비는 웨이퍼를 자동으로로드 및 언 로딩 할 수 있으며 테스트되지 않은 제품을 고정 된 위치에 놓아 테스트 정확도 및 효율성을 향상시킬 수 있습니다.
2 단계 : 텍스처링 및 청소
단결정 실리콘 스웨이드의 표면을 제조하는 것은 실리콘의 이방성 부식을 이용하여 실리콘 표면에 수백 센티미터마다 4 각형 피라미드 구조를 형성하는 것이다. 입사광이 표면에서 다중 반사 및 굴절 됨으로써 빛의 흡수가 증가하고 전지의 단락 전류 및 변환 효율이 향상됩니다.
실리콘 이방성 부식 용액은 일반적으로 고온 알칼리 용액입니다. 이용 가능한 염기는 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 수산화 리튬 및 에틸렌 디아민이다. 대부분은 약 1 %의 묽은 수산화 나트륨 희석액을 사용하여 스웨이드 실리콘을 제조하고 부식 온도는 70-85 ℃이다. 균일 한 스웨이드를 얻기 위해서는, 실리콘의 부식을 촉진시키기 위해 에탄올 및 이소프로판올과 같은 알콜을 착화 제로 첨가해야한다. 스웨이드를 제조하기 전에 실리콘 웨이퍼는 초기 표면 부식을 겪어야하며 20 ~ 25 미크론의 알칼리성 또는 산성 부식액을 사용하여이를 제거해야합니다. 스웨이드가 부식 된 후에는 일반 화학 약품 세척이 수행되어야한다. 표면에 준비된 실리콘 웨이퍼는 오염을 방지하기 위해 오랫동안 물에 저장하면 안됩니다.
3 단계 : 확산
빛 에너지의 전기 에너지로의 변환을 실현하려면 넓은 PN 접합 영역이 필요합니다. 확산로는 태양 전지의 PN 접합을 제조하기위한 특수 장비입니다. 관형 확산로는 주로 석영 보트의 상부, 배기 가스 실, 노 본체 부분 및 가스 캐비닛 부분의 네 부분으로 구성됩니다. 일반적으로, 옥시 염화 인의 액체 공급원이 확산 공급원으로서 사용된다. P 형 실리콘 웨이퍼는 관형 확산로의 석영 용기에 놓여진다. 옥시 염화 인은 850 ~ 900 ℃의 고온에서 질소에 의해 석영 용기에 넣는다. 포스 포러스 옥시 클로라이드는 인 원자를 얻기 위해 실리콘 웨이퍼와 반응한다. 일정 시간 후, 인 원자가 실리콘 웨이퍼의 표층에 모든 주위에서 침투하고, 실리콘 원자 사이의 틈을 통해 실리콘 웨이퍼로 침투하여 n 형 반도체와 p 형 반도체의 접합부, 즉 PN 접합. 이 방법으로 제조 된 PN 접합은 균일 성이 좋고 블록 저항의 불균일이 10 % 미만이며 소수 수명이 10ms 이상이다. PN 접합을 만드는 것은 태양 전지 생산에서 가장 기본적이고 중요한 과정입니다. 그것은 PN 접합의 형성이기 때문에 흐름의 전자와 정공이 원래의 상태로 돌아 가지 않으므로 전류를 형성하기 위해 와이어를 사용하여 전류를 형성하므로 직류가됩니다. 이 공정은 태양 전지 웨이퍼의 생산 및 제조에 사용됩니다.
4 단계 : 가장자리 분리 및 청소
화학적 부식에 의해, 실리콘 웨이퍼는 플루오르 화 수소산 용액에 침지되어 화학 반응을 일으켜 가용성 복합 헥사 플루오로 실리 식산을 형성하여 확산 후 실리콘 웨이퍼의 표면 상에 형성된 인 실리콘 유리 층을 제거한다. 확산 공정에서 POCL3는 O2와 반응하여 실리콘 웨이퍼 표면에 P2O5 증착을 생성합니다. P2O5는 Si와 반응하여 SiO2 및 인 원자를 생성합니다. 이러한 방식으로, 인 원소를 함유하는 SiO2 층이 인 실리콘 유리라고 불리는 실리콘 웨이퍼의 표면 상에 형성된다.
인 실리콘 유리 장비는 일반적으로 본체, 세척 탱크, 서보 드라이브 시스템, 기계식 암, 전기 제어 시스템 및 자동 산 분배 시스템 등으로 구성됩니다. 주 전원은 플루오르 화 수소산, 질소, 압축 공기, 순수한 물, 열 배출 및 폐수. 플루오르 화 수소산은 실리카와 반응하여 휘발성 실리콘 테트라 플루오 라이드 가스를 형성하기 때문에 불화 수소산은 실리카를 용해시킬 수 있습니다. 플루오르 화 수소산이 과도하면, 반응에 의해 형성된 실리콘 테트라 플루오 리드는 플루오르 화 수소산과 더 반응하여 가용성 복합 헥사 플루오로 실리 식산을 형성 할 것이다.
확산 공정으로 인해 back-to-back 확산을 사용하더라도 실리콘 웨이퍼의 모서리를 포함한 모든 표면은 필연적으로 인과 함께 확산됩니다. PN 접합부 전면에서 수집 된 광 생성 전자는 인 영역의 가장자리를 따라 PN 접합부의 후면으로 흐르게되어 단락이 발생합니다. 따라서 태양 전지 주변의 도핑 된 실리콘은 셀 가장자리의 PN 접합을 제거하기 위해 에칭되어야합니다.
플라즈마 에칭은 일반적으로이 과정을 완료하는 데 사용됩니다. 플라즈마 에칭은 저압에서 rf 전력의 여기하에 반응성 가스 CF4의 모 분자가 이온화되고 플라즈마를 형성하는 과정입니다. 플라즈마는 대전 된 전자와 이온으로 구성되며, 반응 챔버 내의 가스는 전자의 충격에 의해 이온으로 변환 될뿐만 아니라 에너지를 흡수하여 다수의 활성 그룹을 형성 할 수있다. 반응성 기는 확산이나 전계의 작용으로 SiO2의 표면에 도달하여 에칭 된 물질의 표면과 화학 반응을 일으키고 에칭 된 물질의 표면에서 빠져 나가는 휘발성 반응 생성물을 형성하며 진공 시스템에 의해 캐비티 내에 배치된다.
5 단계 : ARC (Anti-Reflective Coating) 증착
도금 된 반사 방지 필름의 폴리싱 된 실리콘 표면의 반사율은 35 %이다. 표면 반사를 줄이고 배터리의 변환 효율을 향상시키기 위해, 질화규소 반사 방지막 층을 증착 할 필요가있다. 요즘, PECVD 장비는 종종 산업 생산에서 반사 방지 필름을 준비하는 데 사용됩니다. PECVD는 플라즈마 강화 화학 기상 증착이다. 저온 플라즈마의 기술적 원리는 에너지 소스, 저압 하에서 음극 글로우 방전의 샘플, 소정의 온도까지 글로우 방전 가열 샘플을 사용하고,이어서 반응 가스 SiH4 및 NH3로 통과하여, 일련의 화학 반응과 플라즈마를 통해 가스, 샘플의 표면에 고체 필름을 형성 실리콘 질화물 박막입니다. 일반적으로,이 플라즈마 강화 화학 기상 증착법에 의해 증착 된 박막은 약 70nm 두께이다. 이 두께의 필름은 광학적으로 작동합니다. 박막 간섭의 원리를 사용하여 광 반사가 크게 감소 될 수 있으며, 배터리의 단락 전류 및 출력이 크게 증가 될 수 있으며 효율도 향상 될 수 있습니다.
6 단계 : 인쇄 담당자에게 문의
린트 제작, 확산 및 PECVD 및 기타 공정에서 PN 접합으로 스크린 인쇄 태양 전지가 만들어져 빛 아래에서 전류를 생성 할 수 있습니다. 생성 된 전류를 내보내려면 양극과 음극을 배터리 표면에 만들어야합니다. 전극을 만드는 방법에는 여러 가지가 있으며, 스크린 인쇄는 태양 전지 전극을 만드는 가장 일반적인 과정입니다. 스크린 인쇄는 기판 상에 소정의 그래픽을 인쇄하기 위해 엠보싱 방법을 사용한다.
이 장비는 세 부분으로 구성되어 있습니다 : 배터리 뒷면의은 페이스트 인쇄, 배터리 뒷면의 알루미늄 페이스트 인쇄 및 배터리 앞면의은 페이스트 인쇄. 그것의 작동 원리는 : 와이어 메쉬의 다른 끝쪽으로 움직이는 동안, 일정한 압력을 가하는 와이어 메쉬 크기의 스크레이퍼로 크기를 통해 메쉬 메쉬 메쉬를 사용합니다. 잉크는 그래픽 섹션의 메쉬에서 기판으로 움직일 때 짤 수 있습니다. 페이스트의 점성으로 인해 임 프린팅은 특정 범위 내에서 고정됩니다. 인쇄시 스크레이퍼는 항상 스크린 인쇄판 및 인쇄물과 선형으로 접촉하고 접촉 선은 스크레이퍼와 함께 이동하여 인쇄 여정을 완료합니다.
7 단계 : 소결
실리콘 웨이퍼의 스크린 인쇄 후 빠른 소결은 직접 사용될 수 없으며, 소결로, 유기 수지 접착제 연소, 실리콘 웨이퍼상의은 전극 가까이에 유리 효과로 인해 거의 순수한 잔류 물이 소결되어야합니다. . 공융 온도의 온도에있는은 전극 및 결정질 실리콘, 녹은은 전극 물자로 일정 비율을 가진 결정 실리콘 원자는 형성하고 오믹 접촉 전극은 세포 개방 회로 전압을 개량하고 요인을 2 개의 중요한 매개 변수를 채우고, 그것의 저항 특성을 만든다, 태양 전지의 변환 효율을 향상시키기 위해서이다.
소결로는 3 단계로 구분됩니다 : 예비 소결, 소결 및 냉각. 예비 소결 단계의 목적은 슬러리 중의 중합체 결합제를 분해 및 연소시키는 것이다. 소결 단계에서 다양한 물리적 및 화학적 반응이 소결체에서 완료되어 저항 막 구조를 형성하고 진정으로 저항 특성을 갖도록합니다. 이 단계에서 온도가 최고에 도달합니다. 냉각 및 냉각 단계에서, 유리는 냉각되고, 경화되고, 응고되어, 저항 막 구조물이 기판에 고착된다.
8 단계 : 테스트 및 셀 정렬
현재 조립 준비가 완료된 태양 전지는 시뮬레이션 된 햇빛 조건에서 테스트를 거쳐 효율성에 따라 분류 및 분류됩니다. 이것은 셀을 자동으로 테스트하고 정렬하는 태양 전지 테스트 장치에 의해 처리됩니다. 공장 작업자는 기계가 셀을 분류 한 각각의 효율 저장소에서 셀을 회수하면됩니다.
태양 전지는 기본적으로 태양 광 발전 모듈 조립에 사용되는 새로운 원자재가됩니다. 생산 공정의 부드러움과 기본 실리콘 웨이퍼 재질의 품질에 따라 태양 전지의 형태로 최종 결과가 다른 태양 전지 품질 등급으로 등급이 매겨집니다.
주변 장치 및 조건
배터리, 전원 공급 장치, 물 공급 장치, 배수 장치, hvac, 진공 장치, 특수 증기 및 기타 주변 장치의 생산 과정에서 주변 장치가 필요합니다. 화재 예방 및 환경 보호 장비는 또한 안전과 지속 가능한 개발을 보장하는 데 중요합니다.
연간 용량 50MW의 태양 전지 생산 라인은 프로세스 및 전력 장비의 전력 소모량 만 약 1800KW입니다. 공정 순수한 물의 양은 시간당 약 15 톤이고, 수질은 중국의 전자 급수 GB / t11446.1-1997의 ew-1 기술 표준을 충족시켜야합니다. 이 공정의 냉각수 소비량은 시간당 약 15 톤이고, 물의 입자 크기는 10 마이크론을 넘지 않아야하며, 급수 온도는 15-20 ℃이어야한다. 진공 배출량은 약 300M3 / H입니다. 또한 약 20 입방 미터의 질소와 10 입방 미터의 산소가 필요합니다. 실란과 같은 특수 가스의 안전 계수를 고려할 때 절대적인 생산 안전을 보장하기 위해 특수 가스 간격을 설정해야합니다. 또한, 실란 연소 탑과 하수 처리장도 셀 생산에 필요한 설비입니다.
