فرآیند تولید تک کریستالی پنل های خورشیدی شامل مجموعه ای از فن آوری ها و کنترل های فرآیند پیچیده و پیچیده است تا اطمینان حاصل شود که هر پانل دارای کیفیت ثابت و کارایی بالا است. پاسخ و مقدمه مفصل در زیر آمده است:
فناوری‌های کلیدی و کنترل‌های فرآیند در فرآیند تولید پانل‌های سیلیکونی تک کریستالی
تهیه مواد سیلیکونی با خلوص بالا
اولین گام در ساخت پانل های خورشیدی سیلیکونی مونو کریستال، تهیه مواد سیلیکونی با خلوص بالا است. خلوص سیلیکون به طور مستقیم بر کارایی و عملکرد پانل ها تأثیر می گذارد. مواد سیلیکونی معمولاً از طریق فرآیند خالص سازی سیلیکون درجه متالورژی تهیه می شوند که شامل موارد زیر است:
روش تری کلروسیلان (روش زیمنس): تری کلروسیلان (HCl) از واکنش سیلیکون درجه متالورژی با کلر تولید می شود و سپس تقطیر و احیا می شود تا در نهایت سیلیکون پلی کریستالی با خلوص بالا تولید شود.
روش ذوب ناحیه ای: برای بهبود بیشتر خلوص سیلیکون، از روش ذوب ناحیه ای برای ذوب نسبی شمش سیلیکون در دمای بالا استفاده می شود و ناخالصی ها به تدریج با گرمایش منطقه حذف می شوند.
رشد شمش های سیلیکونی تک کریستالی
پس از تهیه مواد سیلیکونی با خلوص بالا، باید به شمش های سیلیکونی تک کریستالی تبدیل شود. روش های اصلی عبارتند از:
روش Czochralski (CZ): سیلیکون پلی کریستال را در یک بوته کوارتز قرار می دهند و تا حالت مذاب حرارت می دهند و سپس یک دانه تک کریستالی در سیلیکون مذاب غوطه ور می شود و کریستال دانه به آرامی می چرخد و به سمت بالا کشیده می شود تا به تدریج یک سیلیکون تک بلوری رشد کند. شمش.
روش منطقه شناور (FZ): گرمایش القایی الکترومغناطیسی برای رشد سیلیکون تک کریستال بدون بوته استفاده می شود. سیلیکون تک کریستالی با خلوص بالا از ذوب و کریستال کردن میله های سیلیکونی پلی کریستالی در بخش هایی تحت عمل یک سیم پیچ القایی با فرکانس بالا به دست می آید.
برش شمش سیلیکون و تولید ویفر سیلیکونی
پس از اتمام رشد شمش سیلیکون تک کریستال، برای ساخت سلول های خورشیدی باید به برش های نازک بریده شود. مراحل کلیدی عبارتند از:
برش شمش سیلیکون: با استفاده از تکنولوژی برش اره سیم الماس، شمش سیلیکون تک کریستال به برش های نازک بریده می شود. برش اره سیم الماس می تواند اثرات برش با دقت بالا و کم تلفات را ارائه دهد.
پولیش و تمیز کردن ویفرهای سیلیکونی: ویفرهای سیلیکونی برش خورده نیاز به پولیش و تمیز کردن دارند تا آثار برش و ناخالصی های روی سطح از بین برود و از صافی و صافی سطح ویفر سیلیکونی اطمینان حاصل شود.
بافت و دوپینگ ویفرهای سیلیکونی
به منظور بهبود کارایی تبدیل فوتوالکتریک، ویفرهای سیلیکونی باید بافت و دوپ شوند:
بافت: یک ساختار هرمی کوچک بر روی سطح ویفر سیلیکونی با اچ شیمیایی تشکیل می شود تا سطح و راندمان جذب نور را افزایش دهد.
دوپینگ: فسفر (نوع n) یا بور (نوع p) و سایر عناصر با انتشار یا کاشت یون روی ویفر سیلیکونی دوپ می شوند تا یک اتصال PN را تشکیل دهند که پایه سلول های خورشیدی برای تولید برق است.
غیرفعال شدن سطح و پوشش ضد انعکاس
به منظور کاهش بازترکیب حامل های نوری و بهبود کارایی تبدیل فوتوالکتریک، سطح ویفر سیلیکونی باید غیرفعال شود و یک پوشش ضد انعکاس باید اضافه شود:
غیرفعال سازی سطحی: لایه ای از اکسید سیلیکون یا نیترید سیلیکون بر روی سطح ویفر سیلیکونی با رسوب شیمیایی بخار (CVD) یا رسوب لایه اتمی (ALD) برای کاهش عیوب سطحی و نوترکیب رسوب می کند.
پوشش ضد انعکاس: لایه ای از پوشش ضد انعکاس مانند نیترید سیلیکون (SiNx) روی سطح ویفر سیلیکونی قرار می گیرد تا بازتاب نور را کاهش دهد و راندمان جذب نور را بهبود بخشد.
تولید الکترود و مونتاژ سلول
به منظور جمع آوری و انتقال جریان نوری، الکترودهایی باید روی سطح ویفرهای سیلیکونی ساخته شوند:
الکترود جلو: خمیر نقره در قسمت جلویی ویفر سیلیکونی با فناوری چاپ صفحه چاپ می شود و یک الکترود تماس اهمی خوب با فرآیند پخت تشکیل می شود.
الکترود پشتی: الکترود آلومینیوم یا الکترود نقره در پشت ویفر سیلیکونی با تبخیر خلاء یا چاپ صفحه برای اطمینان از جمع آوری موثر جریان ساخته می شود.
آزمایش و مرتب سازی سلول ها
سلول های تولید شده برای اطمینان از عملکرد و سازگاری آنها باید تحت آزمایش و مرتب سازی دقیق قرار گیرند:
تست فوتوالکتریک: پارامترهای تست مانند ولتاژ مدار باز (Voc)، جریان اتصال کوتاه (Isc)، ضریب پر (FF) و راندمان تبدیل هر سلول.
مرتب‌سازی: با توجه به نتایج آزمایش، سلول‌ها به سطوح مختلف بازدهی تقسیم می‌شوند تا بتوان آنها را در هنگام مونتاژ برای بهبود عملکرد کلی اجزا با یکدیگر مطابقت داد.
مونتاژ و بسته بندی قطعات
پس از آزمایش و مرتب سازی، سلول ها باید در ماژول های سلول خورشیدی مونتاژ شوند:
اتصال سری و موازی: سلول ها طبق الزامات طراحی به صورت سری و موازی به هم متصل می شوند تا رشته باتری را تشکیل دهند.
بسته بندی: از فیلم EVA (اتیلن-وینیل استات) برای قرار دادن رشته سلولی بین شیشه و ورق پشتی با عبور نور بالا استفاده کنید و از لمینت برای انجام بسته بندی پرس گرم استفاده کنید تا یک مجموعه سلولی ضد آب و ضد گرد و غبار ایجاد کنید.
کنترل کیفیت و بازرسی کارخانه
در نهایت، ماژول های سلول خورشیدی تولید شده باید تحت کنترل کیفیت دقیق و بازرسی کارخانه قرار گیرند:
تست مقاومت مکانیکی: مقاومت در برابر باد، مقاومت فشار و مقاومت در برابر ضربه ماژول را آزمایش کنید تا از دوام آن در شرایط مختلف محیطی اطمینان حاصل کنید.
تست عملکرد الکتریکی: توان خروجی و کارایی ماژول را با شبیه سازی نور خورشید تست کنید تا مطمئن شوید که مشخصات و استانداردهای طراحی مطابقت دارد.
به طور خلاصه، فرآیند تولید پنل‌های خورشیدی سیلیکونی تک کریستالی شامل انواع فن‌آوری‌های کلیدی و کنترل‌های فرآیند است، از تهیه مواد سیلیکونی با خلوص بالا، رشد شمش‌های سیلیکونی مونوکریستال، برش، بافت و دوپینگ ویفرهای سیلیکونی و... تولید الکترود، مونتاژ سلول و کنترل کیفیت نهایی. هر مرحله نیاز به کنترل دقیق و عملیات دقیق برای اطمینان از کارایی و قوام محصول نهایی دارد. از طریق این فناوری‌ها و کنترل‌های فرآیند، پانل‌های خورشیدی سیلیکونی مونوکریستال می‌توانند در بازار رقابتی باقی بمانند و راه‌حل‌های انرژی خورشیدی کارآمد و قابل اعتماد را در اختیار کاربران قرار دهند.
