În calitate de furnizor dedicat de celule solare de siliciu de tip N, sunt încântat să împărtășesc informații despre procesul de fabricație a acestor dispozitive remarcabile de conversie a energiei. Celulele solare din silicon de tip N au câștigat o tracțiune semnificativă pe piața energiei solare datorită eficienței lor ridicate, performanței excelente și stabilității pe termen lung. În acest blog, vă voi ghida prin procesul pas cu pas de fabricare a celulelor solare de siliciu de tip N.
1. Creșterea lingoului de siliciu
Călătoria unei celule solare de siliciu de tip N începe cu creșterea unui lingot de siliciu. De obicei folosim metoda Czochralski (Cz) sau metoda Float - Zone (FZ). Metoda Cz este mai comună pentru producția la scară largă. În această metodă, un mic cristal de semințe este scufundat într-un creuzet umplut cu siliciu topit, care a fost dopat cu fosfor pentru a crea un semiconductor de tip N. Pe măsură ce cristalul de sămânță este scos încet din siliciul topit în timp ce se rotește, siliciul se solidifică în jurul seminței, formând un lingou mare, cilindric.
Metoda FZ, pe de altă parte, este utilizată pentru siliciu de înaltă puritate. O tijă de siliciu policristalin este trecută printr-o bobină de încălzire de înaltă frecvență, creând o zonă topită. Pe măsură ce tija este mutată prin bobină, siliciul topit se solidifică într-o structură monocristalică. Această metodă are ca rezultat siliciu cu niveluri extrem de scăzute de impurități, ceea ce este benefic pentru performanța celulelor solare de siliciu de tip N.
2. Tăierea napolitanelor
Odată ce lingoul de siliciu este crescut, acesta este tăiat în napolitane subțiri. Folosim un ferăstrău cu sârmă foarte fină, de obicei din oțel acoperit cu diamant. Sârma se mișcă cu viteză mare și taie prin lingou, producând napolitane care au, de obicei, o grosime de aproximativ 180 - 200 de micrometri. În timpul procesului de feliere, se folosește un lichid de răcire pentru a reduce căldura și a preveni deteriorarea napolitanelor.
După feliere, napolitanele sunt supuse unui proces de curățare pentru a îndepărta orice resturi sau contaminanți din procesul de tăiere. Acest lucru este crucial deoarece chiar și impuritățile mici pot afecta proprietățile electrice ale celulei solare.
3. Texturarea suprafeței
Următorul pas este texturarea suprafeței. Texturarea suprafeței plachetei de siliciu ajută la reducerea reflexiei și la creșterea absorbției luminii. Folosim un proces de gravare chimică, de obicei cu o soluție de hidroxid de potasiu (KOH) și alcool izopropilic. Acest lucru gravează suprafața plachetei, creând o structură asemănătoare piramidei.
Suprafața texturată împrăștie lumina care vine, mărind lungimea traseului luminii în interiorul plachetei. Ca urmare, mai mulți fotoni sunt absorbiți de siliciu, care la rândul său crește numărul de perechi electron - gaură generate și în cele din urmă îmbunătățește eficiența celulei solare.
4. Dopajul și formarea joncțiunilor
În celulele solare de siliciu de tip N, materialul de bază este deja siliciu de tip N. Cu toate acestea, trebuie să creăm un strat de tip P pe suprafață pentru a forma o joncțiune P - N. Acest lucru se realizează printr-un proces numit difuzie. Folosim o sursă de bor, cum ar fi tribromura de bor (BBr₃), și încălzim napolitanele într-un cuptor. Atomii de bor difuzează în suprafața siliciului de tip N, creând un strat subțire de tip P.
Joncțiunea P - N este inima celulei solare. Când lumina soarelui lovește celula solară, fotonii sunt absorbiți, creând perechi electron - gaură. Joncțiunea P - N separă aceste perechi, electronii curgând spre regiunea de tip N și găurile curgând spre regiunea de tip P. Acest lucru creează un curent electric.
5. Depunerea stratului anti-reflexiv
Pentru a reduce și mai mult reflexia și pentru a îmbunătăți absorbția luminii, depunem un strat antireflexiv (AR) pe suprafața celulei solare. Folosim de obicei materiale precum nitrura de siliciu (Si₃N₄) sau dioxidul de titan (TiO₂). Aceste materiale au un indice de refracție între cel al aerului și cel al siliciului, ceea ce ajută la potrivirea proprietăților optice și la reducerea cantității de lumină reflectată de pe suprafață.
Folosim un proces numit plasma - depunere chimică de vapori îmbunătățită (PECVD) pentru a depune acoperirea AR. În PECVD, un amestec gazos care conține materialele precursoare este introdus într-o cameră. Se creează o plasmă, care descompune moleculele de gaz și depune învelișul pe suprafața plachetei.
6. Metalizarea
Metalizarea este procesul de adăugare a contactelor metalice la celula solară. Aceste contacte sunt folosite pentru a colecta curentul generat și a-l transfera din celulă. Mai întâi imprimăm o pastă de argint pe suprafața frontală a celulei solare folosind o tehnică de serigrafie. Pasta de argint formează un model asemănător grilei, care permite trecerea luminii în timp ce colectează curentul.
Pe suprafața din spate, imprimăm o pastă de aluminiu. Aluminiul formează un contact ohmic cu siliciul și, de asemenea, ajută la reflectarea oricărei lumini care trece prin placă înapoi în celulă. După imprimare, napolitanele sunt arse într-un cuptor pentru a sinteriza pastele metalice și a forma conexiuni electrice bune.
7. Testare și control al calității
Odată ce celulele solare sunt fabricate, acestea sunt supuse unei serii de teste pentru a le asigura calitatea și performanța. Măsurăm parametrii electrici ai celulelor, cum ar fi tensiunea în circuit deschis (Voc), curentul de scurtcircuit (Isc), puterea maximă (Pmax) și factorul de umplere (FF). Acești parametri ne oferă o indicație despre cât de bine transforma celula solară lumina solară în electricitate.
De asemenea, efectuăm inspecții vizuale pentru a verifica eventualele defecte fizice, cum ar fi fisuri sau zgârieturi. Doar celulele care îndeplinesc standardele noastre stricte de calitate sunt selectate pentru prelucrare sau ambalare ulterioară.
8. Asamblarea modulelor
Pasul final al procesului este asamblarea celulelor solare în module. Conectăm mai multe celule solare în serie și paralel folosind benzi metalice. Celulele sunt apoi încapsulate între o foaie frontală de sticlă și o foaie din spate, de obicei realizate dintr-un material polimeric. Acest lucru protejează celulele de factorii de mediu, cum ar fi umiditatea, radiațiile UV și stresul mecanic.
Adăugăm și un cadru de aluminiu în jurul modulului pentru suport structural. Modulele asamblate sunt apoi testate din nou pentru a se asigura că îndeplinesc specificațiile de performanță necesare.
Ca furnizor deCelule solare de siliciu de tip N, ne angajăm să oferim produse de înaltă calitate. NoastrePanouri solare tip N IBCşiCelulă solară monocristalină de tip Nsunt concepute pentru a oferi o eficiență excelentă și fiabilitate pe termen lung.
Dacă sunteți interesat să achiziționați celule solare de siliciu de tip N sau aveți întrebări despre produsele noastre, vă încurajăm să ne contactați pentru o discuție privind achizițiile. Așteptăm cu nerăbdare să lucrăm cu dumneavoastră pentru a vă satisface nevoile de energie solară.
Referințe
- Green, MA, Emery, K., Hishikawa, Y., Warta, W. și Dunlop, ED (2014). Tabelele de eficiență a celulelor solare (versiunea 43). Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 22(1), 1 - 9.
- Sze, SM și Ng, KK (2007). Fizica dispozitivelor semiconductoare. John Wiley & Sons.
- Luque, A., & Hegedus, S. (Eds.). (2003). Manual de știință și inginerie fotovoltaică. John Wiley & Sons.
