Produksjonsprosessen av monokrystallinsk solcellepaneler involverer en rekke komplekse og sofistikerte teknologier og prosesskontroller for å sikre at hvert panel har jevn kvalitet og høy effektivitet. Følgende er et detaljert svar og en introduksjon:
Nøkkelteknologier og prosesskontroller i produksjonsprosessen av monokrystallinske silisiumpaneler
Fremstilling av silisiummaterialer med høy renhet
Det første trinnet i å produsere monokrystallinske silisiumsolpaneler er å tilberede silisiummaterialer med høy renhet. Renheten til silisium påvirker direkte effektiviteten og ytelsen til panelene. Silisiummaterialer fremstilles vanligvis gjennom renseprosessen av silisium av metallurgisk kvalitet, som inkluderer:
Triklorsilanmetode (Siemens-metoden): Triklorsilan (HCl) genereres ved å reagere metallurgisk silisium med klor, og deretter destilleres og reduseres for til slutt å generere polykrystallinsk silisium med høy renhet.
Sonesmeltemetode: For ytterligere å forbedre renheten til silisium, brukes sonesmeltemetoden for å delvis smelte silisiumbarren ved høy temperatur, og urenhetene fjernes gradvis ved soneoppvarming.
Vekst av monokrystallinske silisiumblokker
Etter at silisiummaterialet med høy renhet er tilberedt, må det omdannes til monokrystallinske silisiumblokker. Hovedmetodene inkluderer:
Czochralski (CZ)-metoden: Polykrystallinsk silisium plasseres i en kvartsdigel og varmes opp til en smeltet tilstand, og deretter senkes et enkelt krystallfrø ned i det smeltede silisiumet og frøkrystallen roteres sakte og trekkes opp for gradvis å vokse et enkeltkrystall silisium ingot.
Flytende sone (FZ) metode: Elektromagnetisk induksjonsoppvarming brukes til å dyrke enkrystall silisium uten en digel. Enkeltkrystallsilisium med høy renhet oppnås ved å smelte og krystallisere de polykrystallinske silisiumstavene i seksjoner under påvirkning av en høyfrekvent induksjonsspole.
Kutting av silisium ingots og produksjon av silisium wafere
Etter at veksten av enkeltkrystall silisiumblokken er fullført, må den kuttes i tynne skiver for å lage solceller. De viktigste trinnene inkluderer:
Kutting av silisiumblokker: Ved hjelp av diamanttrådsagskjæreteknologi kuttes enkeltkrystallsilisiumblokken i tynne skiver. Diamanttrådsagskjæring kan gi skjæreeffekter med høy presisjon og lavt tap.
Polering og rengjøring av silisiumskiver: De kuttede silisiumskivene må poleres og rengjøres for å fjerne skjæremerker og urenheter på overflaten og sikre jevnheten og flatheten til silisiumplatens overflate.
Teksturering og doping av silisiumskiver
For å forbedre effektiviteten til fotoelektrisk konvertering, må silisiumskiver tekstureres og dopes:
Teksturering: En liten pyramidestruktur er dannet på overflaten av silisiumplaten ved kjemisk etsing for å øke overflatearealet og lysabsorpsjonseffektiviteten.
Doping: Fosfor (n-type) eller bor (p-type) og andre grunnstoffer dopes på silisiumplaten ved diffusjon eller ioneimplantasjon for å danne et PN-kryss, som er grunnlaget for at solceller kan generere elektrisitet.
Overflatepassivering og antirefleksbelegg
For å redusere rekombinasjonen av fotogenererte bærere og forbedre effektiviteten til fotoelektrisk konvertering, må overflaten på silisiumplaten passiveres og et antireflekterende belegg må legges til:
Overflatepassivering: Et lag med silisiumoksid eller silisiumnitrid avsettes på overflaten av silisiumplaten ved kjemisk dampavsetning (CVD) eller atomisk lagavsetning (ALD) for å redusere overflatedefekter og rekombinasjon.
Anti-reflekterende belegg: Et lag med anti-reflekterende belegg, som silisiumnitrid (SiNx), er avsatt på overflaten av silisiumplaten for å redusere lysrefleksjon og forbedre lysabsorpsjonseffektiviteten.
Elektrodeproduksjon og cellemontering
For å samle og overføre fotogenerert strøm, må elektroder lages på overflaten av silisiumskiver:
Frontelektrode: Sølvpasta er trykt på forsiden av silisiumplaten ved hjelp av silikontrykkteknologi, og en god ohmsk kontaktelektrode dannes ved sintringsprosess.
Bakelektrode: Aluminiumselektrode eller sølvelektrode er laget på baksiden av silisiumplaten ved vakuumfordampning eller silketrykk for å sikre effektiv oppsamling av strøm.
Testing og sortering av celler
De produserte cellene må gjennomgå streng testing og sortering for å sikre ytelse og konsistens:
Fotoelektrisk testing: Testparametere som åpen kretsspenning (Voc), kortslutningsstrøm (Isc), fyllfaktor (FF) og konverteringseffektivitet for hver celle.
Sortering: I henhold til testresultatene er cellene delt inn i ulike effektivitetsnivåer slik at de kan matches under montering for å forbedre den generelle ytelsen til komponentene.
Montering og pakking av komponenter
Etter testing og sortering må cellene settes sammen til solcellemoduler:
Serie- og parallellkobling: Cellene kobles i serie og parallelt i henhold til designkravene for å danne en batteristreng.
Emballasje: Bruk EVA-film (etylen-vinylacetat) til å klemme cellestrengen mellom glasset og bakplaten med høy lystransmittans, og bruk en laminator for å utføre varmpressende emballasje for å danne en vanntett og støvtett celleenhet.
Kvalitetskontroll og fabrikkinspeksjon
Til slutt må de produserte solcellemodulene gjennomgå streng kvalitetskontroll og fabrikkinspeksjon:
Mekanisk styrketest: Test vindmotstanden, trykkmotstanden og slagmotstanden til modulen for å sikre holdbarheten under ulike miljøforhold.
Test av elektrisk ytelse: Test utgangseffekten og effektiviteten til modulen ved å simulere sollys for å sikre at den oppfyller designspesifikasjonene og standardene.
Oppsummert involverer produksjonsprosessen av monokrystallinske silisiumsolpaneler en rekke nøkkelteknologier og prosesskontroller, fra fremstilling av silisiummaterialer med høy renhet, til vekst av monokrystallinske silisiumblokker, skjæring, teksturering og doping av silisiumskiver, til elektrodeproduksjon, cellemontering og endelig kvalitetskontroll. Hvert trinn krever streng kontroll og presisjonsoperasjon for å sikre høy effektivitet og konsistens til sluttproduktet. Gjennom disse teknologiene og prosesskontrollene kan solcellepaneler av monokrystallinsk silisium forbli konkurransedyktige i markedet og gi brukere effektive og pålitelige solenergiløsninger.
