從矽料到太陽能電池片的生產流程,有誰知道

2021-05-31 21:38:42 字數 4770 閱讀 5469

1樓:隨風追夢

太陽能電池片的生產工藝流程分為矽片檢測——表面制絨——擴散制結——去磷矽玻璃——等離子刻蝕——鍍減反射膜——絲網印刷——快速燒結等。具體介紹如下:

一、矽片檢測

二、表面制絨

單晶矽絨面的製備是利用矽的各向異性腐蝕,在每平方釐米矽表面形成幾百萬個四面方錐體也即金字塔結構。由於入射光在表面的多次反射和折射,增加了光的吸收,提高了電池的短路電流和轉換效率。矽的各向異性腐蝕液通常用熱的鹼性溶液,可用的鹼有氫氧化鈉,氫氧化鉀、氫氧化鋰和乙二胺等。

大多使用廉價的濃度約為1%的氫氧化鈉稀溶液來製備絨面矽,腐蝕溫度為70-85℃。為了獲得均勻的絨面,還應在溶液中酌量新增醇類如乙醇和異丙醇等作為絡合劑,以加快矽的腐蝕。製備絨面前,矽片須先進行初步表面腐蝕,用鹼性或酸性腐蝕液蝕去約20~25μm,在腐蝕絨面後,進行一般的化學清洗。

經過表面準備的矽片都不宜在水中久存,以防沾汙,應儘快擴散制結。

三、擴散制結

四、去磷矽玻璃

該工藝用於太陽能電池片生產製造過程中,通過化學腐蝕法也即把矽片放在氫氟酸溶液中浸泡,使其產生化學反應生成可溶性的絡和物六氟矽酸,以去除擴散制結後在矽片表面形成的一層磷矽玻璃。在擴散過程中,pocl3與o2反應生成p2o5澱積在矽片表面。p2o5與si反應又生成sio2和磷原子,這樣就在矽片表面形成一層含有磷元素的sio2,稱之為磷矽玻璃。

去磷矽玻璃的裝置一般由本體、清洗槽、伺服驅動系統、機械臂、電氣控制系統和自動配酸系統等部分組成,主要動力源有氫氟酸、氮氣、壓縮空氣、純水,熱排風和廢水。氫氟酸能夠溶解二氧化矽是因為氫氟酸與二氧化矽反應生成易揮發的四氟化矽氣體。若氫氟酸過量,反應生成的四氟化矽會進一步與氫氟酸反應生成可溶性的絡和物六氟矽酸。

五、等離子刻蝕

由於在擴散過程中,即使採用背靠背擴散,矽片的所有表面包括邊緣都將不可避免地擴散上磷。pn結的正面所收集到的光生電子會沿著邊緣擴散有磷的區域流到pn結的背面,而造成短路。因此,必須對太陽能電池周邊的摻雜矽進行刻蝕,以去除電池邊緣的pn結。

通常採用等離子刻蝕技術完成這一工藝。等離子刻蝕是在低壓狀態下,反應氣體cf4的母體分子在射頻功率的激發下,產生電離並形成等離子體。等離子體是由帶電的電子和離子組成,反應腔體中的氣體在電子的撞擊下,除了轉變成離子外,還能吸收能量並形成大量的活性基團。

活性反應基團由於擴散或者在電場作用下到達sio2表面,在那裡與被刻蝕材料表面發生化學反應,並形成揮發性的反應生成物脫離被刻蝕物質表面,被真空系統抽出腔體。

六、鍍減反射膜

拋光矽表面的反射率為35%,為了減少表面反射,提高電池的轉換效率,需要沉積一層氮化矽減反射膜。現在工業生產中常採用pecvd裝置製備減反射膜。pecvd即等離子增強型化學氣相沉積。

它的技術原理是利用低溫等離子體作能量源,樣品置於低氣壓下輝光放電的陰極上,利用輝光放電使樣品升溫到預定的溫度,然後通入適量的反應氣體sih4和nh3,氣體經一系列化學反應和等離子體反應,在樣品表面形成固態薄膜即氮化矽薄膜。一般情況下,使用這種等離子增強型化學氣相沉積的方法沉積的薄膜厚度在70nm左右。這樣厚度的薄膜具有光學的功能性。

利用薄膜干涉原理,可以使光的反射大為減少,電池的短路電流和輸出就有很大增加,效率也有相當的提高。

七、絲網印刷

太陽電池經過制絨、擴散及pecvd等工序後,已經制成pn結,可以在光照下產生電流,為了將產生的電流匯出,需要在電池表面上製作正、負兩個電極。製造電極的方法很多,而絲網印刷是目前製作太陽電池電極最普遍的一種生產工藝。絲網印刷是採用壓印的方式將預定的圖形印刷在基板上,該裝置由電池背面銀鋁漿印刷、電池背面鋁漿印刷和電池正面銀漿印刷三部分組成。

其工作原理為:利用絲網圖形部分網孔透過漿料,用刮刀在絲網的漿料部位施加一定壓力,同時朝絲網另一端移動。油墨在移動中被刮刀從圖形部分的網孔中擠壓到基片上。

由於漿料的粘性作用使印跡固著在一定範圍內,印刷中刮板始終與絲網印版和基片呈線性接觸,接觸線隨刮刀移動而移動,從而完成印刷行程。

八、快速燒結

經過絲網印刷後的矽片,不能直接使用,需經燒結爐快速燒結,將有機樹脂粘合劑燃燒掉,剩下幾乎純粹的、由於玻璃質作用而密合在矽片上的銀電極。當銀電極和晶體矽在溫度達到共晶溫度時,晶體矽原子以一定的比例融入到熔融的銀電極材料中去,從而形成上下電極的歐姆接觸,提高電池片的開路電壓和填充因子兩個關鍵引數,使其具有電阻特性,以提高電池片的轉換效率。

燒結爐分為預燒結、燒結、降溫冷卻三個階段。預燒結階段目的是使漿料中的高分子粘合劑分解、燃燒掉,此階段溫度慢慢上升;燒結階段中燒結體內完成各種物理化學反應,形成電阻膜結構,使其真正具有電阻特性,該階段溫度達到峰值;降溫冷卻階段,玻璃冷卻硬化並凝固,使電阻膜結構固定地粘附於基片上。

九、外圍裝置

在電池片生產過程中,還需要供電、動力、給水、排水、暖通、真空、特汽等外圍設施。消防和環保裝置對於保證安全和持續發展也顯得尤為重要。一條年產50mw能力的太陽能電池片生產線,僅工藝和動力裝置用電功率就在1800kw左右。

工藝純水的用量在每小時15噸左右,水質要求達到中國電子級水gb/t11446.1-1997中ew-1級技術標準。工藝冷卻水用量也在每小時15噸左右,水質中微粒粒徑不宜大於10微米,供水溫度宜在15-20℃。

真空排氣量在300m3/h左右。同時,還需要大約氮氣儲罐20立方米,氧氣儲罐10立方米。考慮到特殊氣體如矽烷的安全因素,還需要單獨設定一個特氣間,以絕對保證生產安全。

另外,矽烷燃燒塔、汙水處理站等也是電池片生產的必備設施。

2樓:

金屬矽(1提純)→高純多晶矽—(2摻雜鑄造或拉晶)→多晶矽錠/單晶矽錠—(3切片)→矽片—(4制絨、擴散、印刷)→電池片—(5層壓、封裝)→電池元件—(6配套連線、安裝)→光伏發電系統。

其中,提純的環節是技術最高難度最高的環節。有冶金法和化學法兩種方式。

後段工序對裝置要求較高

3樓:

晶矽光伏產業鏈:共6個工藝處理環節

金屬矽(1提純)→高純多晶矽—(2摻雜鑄造或拉晶)→多晶矽錠/單晶矽錠—(3切片)→矽片—(4制絨、擴散、印刷)→電池片—(5層壓、封裝)→電池元件—(6配套連線、安裝)→光伏發電系統

4樓:匿名使用者

電池片工藝流程:

矽片→制絨→酸洗→擴散→刻蝕→去磷矽→鍍膜→絲網印刷→燒結→檢查→電池片

需要的話可以給你發一個工藝流程ppt

5樓:匿名使用者

暈,你可以上網一搜,老多了;過程大致是:矽料-單晶拉制-電池片(制絨-擴散-刻蝕-後清洗-pecvd-絲印-燒結-測試)-元件(分選-玻璃清洗-裁剪-單焊-竄焊-排版-層壓-裝框-測試)大致是這樣

太陽能電池片經過幾道工序生產?

6樓:匿名使用者

矽片生產出來後,還不能直接將其組合起來形成太陽能電池,還必須經過以下工藝流程才能製成產生光伏效應的電池片。

(1)矽片的選擇

矽片的選擇就是把效能一致的矽片選擇出來,若將效能不一致的矽片電池組合起來形成單體太陽能電池,其輸出的功率就會降低。

(2)矽片的清洗

矽片的清洗就是用高純水或者有機溶劑(如三氯乙烯、丙酮、甲苯等)將矽片上沾汙的塵埃、金屬切屑、油脂等去除掉。

(3)矽化的表面腐蝕

為了使矽片表面光亮平整,必須將機械切削造成的損傷層去掉。常用的腐蝕方法有鹼性腐蝕和酸性腐蝕。鹼性腐蝕就是採用氫氧化鈉、氫氧化鉀等鹼性液來腐蝕。

鹼性腐蝕所製成的成品最大優點是電池片的效能幾乎是一致的。酸性腐蝕是用硝酸和氫氟酸的混合液[配比為(10~2):1]來腐蝕。

通過酸性腐蝕的矽片表面平整光亮。採用不同的配比可以控制腐蝕速度。

(4)擴散製作

太陽能電池之所以能夠在太陽光作用下發出電來,關鍵是太陽能電池片內有pn結。因此pn結的製作是生產太陽能電池片的一道最重要的工序。目前適合於工業化生產的方法是先將氯化硼片加熱、通氧,表面會生成三氯化二硼,再使其與矽晶體發生化學反應,這樣形成的硼矽玻璃會沉積在矽晶體的表面。

再利用氮氣作為保護氣氛,在高溫條件下,使氮化硼進行擴散,便可形成pn結了。

(5)去除背結

去除背結就是去除矽片表面形成的pn結,常用的方法有磨片法、化學腐蝕法、蒸鋁或絲網印刷鋁漿燒結法。磨片法就是用金剛砂將背面磨去的方法。化學腐蝕是利用腐蝕劑來去除背結,與此同時,矽片周邊的擴散層也被腐蝕去除掉了。

蒸鋁或絲網印刷鋁漿燒結法是在擴散矽片背面真空蒸鍍或絲網印刷一層鋁,加熱後使矽片形成鋁矽合金層。這個過程實際上是一個對矽晶體的摻雜過程。

(6)製作正負電極

與電池pn結形成緊密歐姆接觸的導電材料,叫做電極。為了將太陽能獲得的能量轉換為所需要的能量,必須在電池上製作正負電極。在電池光照面的電極稱為上電極,在電池背面的電極稱為下電極或背電極。

上電極一般製成有利於光收集的形狀。為了減小電池串聯時的電阻,下電極則應分佈在電池的背面。而且電池的背面絕大部分或全部都應該被下電極佈滿,這如同手電筒內的乾電池一樣,在乾電池上方是一個銅帽,銅帽下是聚集有大量負電荷的碳棒(上電極),而整個外殼(材料鋅)是被下電極(負極)佈滿。

電極的製作法有真空蒸鍍法、化學蒸鍍鎳法、銀(鋁)漿印刷燒結法等。鋁漿印刷燒結法主要過程是:把矽片置於一種能起蒸鍍作用的真空機內,矽片上會凝結一層鋁薄膜,在高溫作用下可以蒸鍍成一層鋁,再釺焊一層由錫、鋁、銀合金組成的焊料。

此法是商品化生產太陽能矽電池的主要方法。

(7)腐蝕周邊

矽片四周的擴散層會使上下電極短路,所以必須去除。一般將矽片置於硝酸、氫氟酸組成的腐蝕液中去腐蝕。

(8)蒸鍍膜

此法是在電池正面上蒸鍍一層或多層二氧化矽膜,這層膜不但對電池起保護作用,而且還具有減少光反射的作用。鍍上這層膜,可將反射光減少到10%左右。若用某些腐蝕劑對矽電池進行絲絨面處理,這樣矽電池的表面不但能接收到入射光的能量,還可以接收到折射的能量。

(9)檢驗測試

通過測試電池的開路電壓、短路電流、最大輸出功率等數字後,便於知道太陽能電池質量的優劣。

太陽能路燈的太陽能電池板選單晶矽還是多晶矽

太陽能路燈使用的電池板主要是單晶矽和多晶矽,由於單晶矽製作材料純度較高,其轉換率比多晶矽高。單晶矽的轉換率為19 20 多晶矽轉換率為17 18 當然,單晶矽的 也高於多晶矽。在選購太陽能路燈時,我們是不是應該首先考慮單晶矽太陽能電池板呢?一分價錢一分貨 一直以來被人們奉為真理,沒錯,效能好的或尺寸...

太陽能電池的原理是什麼,太陽能電池 的 原理的是什麼 ?

太陽光照在半導體p n結上,形成新的空穴 電子對,在p n結電場的作用下,空穴由p區流向n區,電子由n區流向p區,接通電路後就形成電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。太陽能綠色能源 太陽能發電有兩種方式,一種是光 熱 電轉換方式,另一種是光 電直接轉換方式。p n結介紹 光電效應 什麼是半導體...

請問一下太陽能電池片生產工序流程 工藝是怎麼樣的

製造太陽電池片,首先要對經過清洗的矽片,在高溫石英管擴散爐對矽片表面作擴散摻雜,一般摻雜物為微量的硼 磷 銻等。目的是在矽片上形成p n結。然後採用絲網印刷法,用精配好的銀漿印在矽片上做成柵線,經過燒結,同時製成背電極,並在有柵線的面塗覆減反射膜 單晶矽太陽電池的單體片就製成了。單體片經過檢測,即可...