Az N-típusú szilícium napelemek elkötelezett szállítójaként örömmel osztom meg a betekintést e figyelemre méltó energiaátalakító eszközök gyártási folyamatába. Az N-típusú szilícium napelemek nagy hatásfokuk, kiváló teljesítményük és hosszú távú stabilitásuk miatt jelentős vonzerőre tettek szert a napenergia-piacon. Ebben a blogban lépésről lépésre végigvezetem az N típusú szilícium napelemek gyártásának folyamatán.
1. Szilícium-ingot növekedés
Az N típusú szilícium napelem útja egy szilícium ingot növekedésével kezdődik. Általában a Czochralski (Cz) vagy a Float - Zone (FZ) módszert használjuk. A Cz módszer gyakoribb a nagyüzemi gyártásnál. Ennél a módszernél egy kis magkristályt merítenek egy olvadt szilíciummal töltött tégelybe, amelyet foszforral adalékolnak, hogy N-típusú félvezetőt hozzanak létre. Ahogy a magkristályt lassan kihúzzák az olvadt szilíciumból forgás közben, a szilícium megszilárdul a mag körül, és egy nagy, hengeres tömböt képez.
Az FZ módszert viszont nagy tisztaságú szilíciumhoz használják. Egy polikristályos szilícium rudat vezetnek át egy nagyfrekvenciás fűtőtekercsen, ami egy olvadt zónát hoz létre. Ahogy a rudat a tekercsen keresztül mozgatják, az olvadt szilícium egykristályos szerkezetté szilárdul meg. Ez a módszer rendkívül alacsony szennyeződésű szilíciumot eredményez, ami előnyös az N típusú szilícium napelemek teljesítménye szempontjából.
2. Ostya szeletelés
Miután a szilícium ingot felnőtt, vékony ostyákra szeleteljük. Nagyon finom huzalú, általában gyémánt bevonatú acélból készült drótfűrészt használunk. A huzal nagy sebességgel mozog, és átvágja a tömböt, így általában 180-200 mikrométer vastag ostyákat hoz létre. A szeletelés során hűtőfolyadékot használnak a hő csökkentésére és az ostyák károsodásának megelőzésére.
Szeletelés után az ostyákat tisztítási eljárásnak vetik alá, hogy eltávolítsák a vágási folyamatból származó törmeléket és szennyeződéseket. Ez döntő fontosságú, mert még a kis szennyeződések is befolyásolhatják a napelem elektromos tulajdonságait.
3. Felületi textúra
A következő lépés a felületi textúra. A szilícium lapka felületének textúrája csökkenti a visszaverődést és növeli a fényelnyelést. Kémiai maratási eljárást alkalmazunk, általában kálium-hidroxid (KOH) és izopropil-alkohol oldatával. Ez maratja az ostya felületét, és egy piramisszerű szerkezetet hoz létre.
A texturált felület szétszórja a bejövő fényt, megnövelve a fény úthosszát az ostyán belül. Ennek eredményeként több fotont nyel el a szilícium, ami viszont növeli a keletkező elektron-lyuk párok számát, és végső soron javítja a napelem hatékonyságát.
4. Dopping és csomópontok kialakulása
Az N típusú Silicon Solar Cellsben az alapanyag már N típusú szilícium. A felületen azonban egy P - típusú réteget kell létrehoznunk, hogy P - N átmenetet képezzünk. Ez a diffúzió nevű folyamaton keresztül történik. Bórforrást, például bór-tribromidot (BBr₃) használunk, és az ostyákat kemencében melegítjük. A bóratomok bediffundálnak az N típusú szilícium felületébe, vékony P típusú réteget hozva létre.
A P-N csomópont a napelem szíve. Amikor a napfény eléri a napelemet, a fotonok elnyelődnek, és elektron-lyuk párok jönnek létre. A P - N átmenet választja el ezeket a párokat, ahol az elektronok az N típusú tartomány felé áramlanak, a lyukak pedig a P típusú régió felé. Ez elektromos áramot hoz létre.
5. Reflexiós bevonat lerakódása
A visszaverődés további csökkentése és a fényelnyelés javítása érdekében a napelem felületén tükröződésgátló (AR) bevonatot viszünk fel. Általában olyan anyagokat használunk, mint a szilícium-nitrid (Si3N4) vagy a titán-dioxid (TiO₂). Ezeknek az anyagoknak a törésmutatója a levegő és a szilícium között van, ami segít az optikai tulajdonságok összehangolásában és csökkenti a felületről visszaverődő fény mennyiségét.
Az AR-bevonat felhordására egy plazma – fokozott kémiai gőzlerakódás (PECVD) nevű eljárást használunk. A PECVD-ben a prekurzor anyagokat tartalmazó gázkeveréket vezetik be egy kamrába. Plazma jön létre, amely lebontja a gázmolekulákat, és lerakja a bevonatot az ostya felületére.
6. Metalizálás
A fémezés az a folyamat, amikor fém érintkezőket adnak a napelemhez. Ezek az érintkezők a generált áram összegyűjtésére és a cellából történő kivezetésére szolgálnak. Először szitanyomásos technikával ezüstpasztát nyomtatunk a napelem elülső felületére. Az ezüst paszta rácsszerű mintát képez, amely lehetővé teszi a fény áthaladását, miközben összegyűjti az áramot.
A hátsó felületre alumínium pasztát nyomtatunk. Az alumínium ohmos érintkezést képez a szilíciummal, és segít visszaverni az ostyán áthaladó fényt a cellába. Nyomtatás után az ostyákat egy kemencében égetik ki, hogy a fémpasztákat szintereljék és jó elektromos kapcsolatokat alakítsanak ki.
7. Tesztelés és minőség-ellenőrzés
A napelemek gyártása után tesztsorozaton mennek keresztül minőségük és teljesítményük biztosítása érdekében. Mérjük a cellák elektromos paramétereit, mint a nyitott áramköri feszültség (Voc), a rövidzárlati áram (Isc), a maximális teljesítmény (Pmax) és a kitöltési tényező (FF). Ezek a paraméterek jelzik, hogy a napelem milyen jól alakítja át a napfényt elektromos árammá.
Szemrevételezéssel is ellenőrizzük az esetleges fizikai hibákat, például repedéseket vagy karcolásokat. Csak olyan cellákat választunk ki további feldolgozásra vagy csomagolásra, amelyek megfelelnek szigorú minőségi előírásainknak.
8. Modul összeállítás
A folyamat utolsó lépése a napelemek modulokba való összeállítása. Több napelemet kötünk sorba és párhuzamosan fémszalagok segítségével. A cellákat ezután egy üveg előlap és egy általában polimer anyagból készült hátlap közé kapszulázzák. Ez megvédi a sejteket olyan környezeti tényezőktől, mint a nedvesség, az UV-sugárzás és a mechanikai igénybevétel.
A szerkezeti alátámasztáshoz alumínium keretet is adunk a modul köré. Az összeszerelt modulokat ezután újra tesztelik, hogy megbizonyosodjanak arról, hogy megfelelnek a szükséges teljesítményspecifikációknak.
Beszállítóként aN - típusú szilícium napelemek, elkötelezettek vagyunk a kiváló minőségű termékek biztosítása mellett. A miénkN - típusú IBC napelemekésN típusú monokristályos napelemúgy tervezték, hogy kiváló hatékonyságot és hosszú távú megbízhatóságot kínáljanak.
Ha érdekli az N típusú szilícium napelemek vásárlása, vagy bármilyen kérdése van termékeinkkel kapcsolatban, kérjük, forduljon hozzánk beszerzési megbeszélésre. Várjuk, hogy együtt dolgozhassunk napenergia-szükségleteinek kielégítése érdekében.
Hivatkozások
- Green, MA, Emery, K., Hishikawa, Y., Warta, W. és Dunlop, ED (2014). Napelem-hatékonysági táblázatok (43-as verzió). Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 22(1), 1-9.
- Sze, SM, & Ng, KK (2007). Félvezető eszközök fizikája. John Wiley & Sons.
- Luque, A. és Hegedus, S. (szerk.). (2003). A fotovoltaikus tudomány és mérnöki kézikönyv kézikönyve. John Wiley & Sons.
