Fremstillingsprocessen af monokrystallinsk solpaneler involverer en række komplekse og sofistikerede teknologier og proceskontroller for at sikre, at hvert panel har ensartet kvalitet og høj effektivitet. Det følgende er et detaljeret svar og en introduktion:
Nøgleteknologier og processtyringer i fremstillingsprocessen af monokrystallinske siliciumpaneler
Fremstilling af højrent siliciummaterialer
Det første trin i fremstillingen af monokrystallinske siliciumsolpaneler er at forberede siliciummaterialer med høj renhed. Renheden af silicium påvirker direkte panelernes effektivitet og ydeevne. Siliciummaterialer fremstilles normalt gennem rensningsprocessen af silicium af metallurgisk kvalitet, som omfatter:
Trichlorsilanmetode (Siemens-metoden): Trichlorsilan (HCl) genereres ved at reagere metallurgisk silicium med chlor og derefter destilleret og reduceret for til sidst at generere polykrystallinsk silicium med høj renhed.
Zonesmeltemetode: For yderligere at forbedre renheden af silicium bruges zonesmeltemetoden til delvist at smelte siliciumbarren ved høj temperatur, og urenhederne fjernes gradvist ved zoneopvarmning.
Vækst af monokrystallinske siliciumbarrer
Efter at siliciummaterialet med høj renhed er fremstillet, skal det omdannes til monokrystallinske siliciumbarrer. De vigtigste metoder omfatter:
Czochralski (CZ) metode: Polykrystallinsk silicium anbringes i en kvartsdigel og opvarmes til en smeltet tilstand, og derefter nedsænkes et enkelt krystalfrø i det smeltede silicium, og frøkrystallen roteres langsomt og trækkes op for gradvist at vokse en enkelt krystal silicium barre.
Floating zone (FZ) metode: Elektromagnetisk induktionsopvarmning bruges til at dyrke enkeltkrystal silicium uden en digel. Enkeltkrystalsilicium med høj renhed opnås ved at smelte og krystallisere de polykrystallinske siliciumstænger i sektioner under påvirkning af en højfrekvent induktionsspole.
Skæring af silicium ingots og produktion af silicium wafers
Efter væksten af enkeltkrystal siliciumbarren er afsluttet, skal den skæres i tynde skiver for at lave solceller. De vigtigste trin omfatter:
Skæring af siliciumbarre: Ved hjælp af diamanttrådsavskæreteknologi skæres enkeltkrystalsiliciumbarren i tynde skiver. Diamanttrådsavskæring kan give høj præcision og lave tabs skæreeffekter.
Polering og rensning af siliciumwafers: De skårne siliciumwafers skal poleres og renses for at fjerne skæremærker og urenheder på overfladen og sikre glatheden og fladheden af siliciumwaferens overflade.
Teksturering og doping af siliciumwafers
For at forbedre effektiviteten af fotoelektrisk konvertering skal siliciumwafers tekstureres og dopes:
Teksturering: En lillebitte pyramidestruktur er dannet på overfladen af siliciumwaferen ved kemisk ætsning for at øge overfladearealet og lysabsorptionseffektiviteten.
Doping: Fosfor (n-type) eller bor (p-type) og andre grundstoffer doteres på siliciumwaferen ved diffusion eller ionimplantation for at danne en PN-junction, som er grundlaget for, at solceller kan generere elektricitet.
Overfladepassivering og anti-reflekterende belægning
For at reducere rekombinationen af fotogenererede bærere og forbedre effektiviteten af fotoelektrisk konvertering, skal overfladen af siliciumwaferen passiveres, og der skal tilføjes en anti-reflekterende belægning:
Overfladepassivering: Et lag af siliciumoxid eller siliciumnitrid aflejres på overfladen af siliciumwaferen ved kemisk dampaflejring (CVD) eller atomisk lagaflejring (ALD) for at reducere overfladedefekter og rekombination.
Anti-reflekterende belægning: Et lag af anti-reflekterende belægning, såsom siliciumnitrid (SiNx), afsættes på overfladen af siliciumwaferen for at reducere lysreflektion og forbedre lysabsorptionseffektiviteten.
Elektrodeproduktion og cellemontage
For at opsamle og transmittere fotogenereret strøm skal der laves elektroder på overfladen af siliciumwafers:
Frontelektrode: Sølvpasta er trykt på forsiden af siliciumwaferen ved hjælp af serigrafiteknologi, og en god ohmsk kontaktelektrode dannes ved sintringsproces.
Bagelektrode: Aluminiumselektrode eller sølvelektrode er lavet på bagsiden af siliciumwaferen ved vakuumfordampning eller silketryk for at sikre effektiv opsamling af strøm.
Test og sortering af celler
De fremstillede celler skal gennemgå streng test og sortering for at sikre deres ydeevne og konsistens:
Fotoelektrisk testning: Testparametre såsom åben kredsløbsspænding (Voc), kortslutningsstrøm (Isc), fyldfaktor (FF) og konverteringseffektivitet for hver celle.
Sortering: I henhold til testresultaterne er cellerne opdelt i forskellige effektivitetsniveauer, så de kan matches under samlingen for at forbedre komponenternes overordnede ydeevne.
Montering og pakning af komponenter
Efter test og sortering skal cellerne samles til solcellemoduler:
Serie- og parallelforbindelse: Cellerne forbindes i serie og parallelt i henhold til designkravene for at danne en batteristreng.
Emballage: Brug EVA (ethylen-vinylacetat) film til at klemme cellestrengen mellem glasset og bagpladen med høj lystransmittans, og brug en laminator til at udføre varmpressende emballering for at danne en vandtæt og støvtæt cellesamling.
Kvalitetskontrol og fabriksinspektion
Endelig skal de fremstillede solcellemoduler gennemgå streng kvalitetskontrol og fabriksinspektion:
Mekanisk styrketest: Test modulets vindmodstand, trykmodstand og slagfasthed for at sikre dets holdbarhed under forskellige miljøforhold.
Test af elektrisk ydeevne: Test modulets udgangseffekt og effektivitet ved at simulere sollys for at sikre, at det opfylder designspecifikationerne og standarderne.
Sammenfattende involverer fremstillingsprocessen af monokrystallinske siliciumsolpaneler en række nøgleteknologier og processtyringer, fra fremstillingen af siliciummaterialer med høj renhed, til væksten af monokrystallinske siliciumbarrer, skæring, teksturering og doping af siliciumwafers, til elektrodeproduktion, cellemontage og endelig kvalitetskontrol. Hvert trin kræver streng kontrol og præcisionsdrift for at sikre den høje effektivitet og ensartethed af det endelige produkt. Gennem disse teknologier og processtyringer kan monokrystallinske siliciumsolpaneler forblive konkurrencedygtige på markedet og give brugerne effektive og pålidelige solenergiløsninger.
