Proces proizvodnje monokristalnih solarne ploče uključuje niz složenih i sofisticiranih tehnologija i kontrola procesa kako bi se osiguralo da svaka ploča ima dosljednu kvalitetu i visoku učinkovitost. Slijedi detaljan odgovor i uvod:
Ključne tehnologije i procesne kontrole u procesu proizvodnje ploča od monokristalnog silicija
Priprema silicijevih materijala visoke čistoće
Prvi korak u proizvodnji solarnih ploča od monokristalnog silicija je priprema silicijskih materijala visoke čistoće. Čistoća silicija izravno utječe na učinkovitost i performanse panela. Silikonski materijali obično se pripremaju kroz proces pročišćavanja silicija metalurške kvalitete, koji uključuje:
Triklorosilanska metoda (Siemensova metoda): Triklorosilan (HCl) nastaje reakcijom silicija metalurške čistoće s klorom, a potom se destilira i reducira kako bi se konačno dobio polikristalni silicij visoke čistoće.
Metoda taljenja u zoni: Da bi se dodatno poboljšala čistoća silicija, metoda taljenja u zoni se koristi za djelomično taljenje ingota silicija na visokoj temperaturi, a nečistoće se postupno uklanjaju zagrijavanjem u zoni.
Rast ingota monokristalnog silicija
Nakon što se pripremi silicijski materijal visoke čistoće, potrebno ga je pretvoriti u monokristalne silicijeve ingote. Glavne metode uključuju:
Czochralski (CZ) metoda: Polikristalni silicij se stavlja u kvarcni lončić i zagrijava do rastaljenog stanja, a zatim se klica jednog kristala uroni u rastaljeni silicij i kristal klica se polako okreće i povlači prema gore kako bi postupno izrastao monokristalni silicij poluga.
Metoda plutajuće zone (FZ): Elektromagnetsko indukcijsko zagrijavanje koristi se za uzgoj monokristala silicija bez lončića. Monokristalni silicij visoke čistoće dobiva se taljenjem i kristalizacijom štapića polikristalnog silicija u dijelovima pod djelovanjem visokofrekventnog indukcijskog svitka.
Rezanje silicijskih ingota i proizvodnja silicijskih pločica
Nakon što je završen rast monokristalnog silicijevog ingota, potrebno ga je izrezati na tanke kriške za izradu solarnih ćelija. Ključni koraci uključuju:
Rezanje silicijskih ingota: Koristeći tehnologiju rezanja dijamantnom žicom, monokristalni silicijski ingot reže se na tanke kriške. Rezanje dijamantnom žičanom pilom može pružiti visokoprecizan učinak rezanja s malim gubicima.
Poliranje i čišćenje silikonskih pločica: izrezane silikonske pločice potrebno je polirati i očistiti kako bi se uklonili tragovi rezanja i nečistoće s površine i osigurala glatkoća i ravna površina silicijevih pločica.
Teksturiranje i dopiranje silicijskih pločica
Kako bi se poboljšala učinkovitost fotoelektrične pretvorbe, silicijske pločice moraju biti teksturirane i dopirane:
Teksturiranje: Sićušna piramidalna struktura formirana je na površini silicijske pločice kemijskim jetkanjem kako bi se povećala površina i učinkovitost apsorpcije svjetla.
Dopiranje: fosfor (n-tip) ili bor (p-tip) i drugi elementi dopirani su na silicijsku pločicu difuzijom ili implantacijom iona kako bi se formirao PN spoj, koji je osnova solarnih ćelija za proizvodnju električne energije.
Površinska pasivizacija i antirefleksni premaz
Kako bi se smanjila rekombinacija fotogeneriranih nositelja i poboljšala učinkovitost fotoelektrične pretvorbe, površinu silicijske pločice potrebno je pasivizirati i dodati antirefleksni premaz:
Površinska pasivizacija: Sloj silicijevog oksida ili silicijevog nitrida taloži se na površinu silicijske pločice kemijskim taloženjem iz pare (CVD) ili atomskim taloženjem (ALD) kako bi se smanjili površinski defekti i rekombinacija.
Antirefleksni premaz: sloj antirefleksnog premaza, kao što je silicijev nitrid (SiNx), nanosi se na površinu silicijske pločice kako bi se smanjila refleksija svjetlosti i poboljšala učinkovitost apsorpcije svjetlosti.
Proizvodnja elektroda i montaža ćelija
Za prikupljanje i prijenos fotogenerirane struje potrebno je napraviti elektrode na površini silicijskih pločica:
Prednja elektroda: srebrna pasta otisnuta je na prednjoj strani silicijske pločice tehnologijom sitotiska, a dobra omska kontaktna elektroda formirana je postupkom sinteriranja.
Stražnja elektroda: Aluminijska elektroda ili srebrna elektroda izrađena je na poleđini silicijske pločice vakuumskim isparavanjem ili sitotiskom kako bi se osiguralo učinkovito prikupljanje struje.
Ispitivanje i razvrstavanje ćelija
Proizvedene ćelije moraju proći rigorozno testiranje i sortiranje kako bi se osigurala njihova učinkovitost i dosljednost:
Fotoelektrično ispitivanje: Testirajte parametre kao što su napon otvorenog kruga (Voc), struja kratkog spoja (Isc), faktor punjenja (FF) i učinkovitost pretvorbe svake ćelije.
Razvrstavanje: Prema rezultatima ispitivanja, ćelije su podijeljene u različite razine učinkovitosti tako da se mogu uskladiti tijekom sastavljanja kako bi se poboljšala ukupna izvedba komponenti.
Sastavljanje i pakiranje komponenti
Nakon testiranja i sortiranja, ćelije je potrebno sastaviti u module solarnih ćelija:
Serijski i paralelni spoj: Ćelije su spojene serijski i paralelno u skladu s projektnim zahtjevima kako bi se formirao baterijski niz.
Pakiranje: Upotrijebite EVA (etilen-vinil acetatni) film za spajanje niza ćelija između stakla i stražnje ploče s visokom propusnošću svjetla i upotrijebite laminator za vruće prešanje pakiranja kako biste formirali sklop ćelija otporan na vodu i prašinu.
Kontrola kvalitete i inspekcija tvornice
Konačno, proizvedeni moduli solarnih ćelija moraju proći strogu kontrolu kvalitete i tvorničku inspekciju:
Ispitivanje mehaničke čvrstoće: testirajte otpornost na vjetar, otpornost na pritisak i otpornost na udarce modula kako biste osigurali njegovu trajnost u različitim uvjetima okoline.
Test električnih performansi: testirajte izlaznu snagu i učinkovitost modula simulacijom sunčeve svjetlosti kako biste bili sigurni da zadovoljava specifikacije dizajna i standarde.
Ukratko, proizvodni proces solarnih ploča od monokristalnog silicija uključuje različite ključne tehnologije i procesne kontrole, od pripreme materijala silicija visoke čistoće, do rasta ingota monokristalnog silicija, rezanja, teksturiranja i dopiranja silicijskih pločica, do proizvodnja elektroda, montaža ćelija i konačna kontrola kvalitete. Svaki korak zahtijeva strogu kontrolu i precizan rad kako bi se osigurala visoka učinkovitost i dosljednost konačnog proizvoda. Kroz ove tehnologije i procesne kontrole, solarni paneli od monokristalnog silicija mogu ostati konkurentni na tržištu i korisnicima pružiti učinkovita i pouzdana rješenja za solarnu energiju.
