Proses pembuatan monokristalin panel surya melibatkan serangkaian teknologi dan kontrol proses yang kompleks dan canggih untuk memastikan bahwa setiap panel memiliki kualitas yang konsisten dan efisiensi tinggi. Berikut detail jawaban dan perkenalannya:
Teknologi utama dan kontrol proses dalam proses pembuatan panel silikon monokristalin
Persiapan bahan silikon dengan kemurnian tinggi
Langkah pertama dalam pembuatan panel surya silikon monokristalin adalah menyiapkan bahan silikon dengan kemurnian tinggi. Kemurnian silikon secara langsung mempengaruhi efisiensi dan kinerja panel. Bahan silikon biasanya dibuat melalui proses pemurnian silikon tingkat metalurgi, yang meliputi:
Metode Trichlorosilane (Metode Siemens): Trichlorosilane (HCl) dihasilkan dengan mereaksikan silikon tingkat metalurgi dengan klorin, dan kemudian disuling dan direduksi hingga akhirnya menghasilkan silikon polikristalin dengan kemurnian tinggi.
Metode peleburan zona: Untuk lebih meningkatkan kemurnian silikon, metode peleburan zona digunakan untuk melelehkan sebagian ingot silikon pada suhu tinggi, dan pengotor secara bertahap dihilangkan dengan pemanasan zona.
Pertumbuhan ingot silikon monokristalin
Setelah bahan silikon dengan kemurnian tinggi disiapkan, bahan tersebut perlu diubah menjadi ingot silikon monokristalin. Metode utama meliputi:
Metode Czochralski (CZ): Silikon polikristalin ditempatkan dalam wadah kuarsa dan dipanaskan hingga menjadi cair, kemudian satu biji kristal direndam dalam silikon cair dan kristal benih diputar perlahan dan ditarik ke atas untuk secara bertahap menumbuhkan silikon kristal tunggal. batangan.
Metode zona mengambang (FZ): Pemanasan induksi elektromagnetik digunakan untuk menumbuhkan silikon kristal tunggal tanpa wadah. Silikon kristal tunggal dengan kemurnian tinggi diperoleh dengan melebur dan mengkristalkan batang silikon polikristalin menjadi beberapa bagian di bawah aksi kumparan induksi frekuensi tinggi.
Pemotongan ingot silikon dan produksi wafer silikon
Setelah pertumbuhan ingot silikon kristal tunggal selesai, ingot tersebut perlu dipotong menjadi irisan tipis untuk membuat sel surya. Langkah-langkah utamanya meliputi:
Pemotongan ingot silikon: Menggunakan teknologi pemotongan gergaji kawat berlian, ingot silikon kristal tunggal dipotong menjadi irisan tipis. Pemotongan gergaji kawat berlian dapat memberikan efek pemotongan dengan presisi tinggi dan kerugian rendah.
Pemolesan dan pembersihan wafer silikon: Wafer silikon yang dipotong perlu dipoles dan dibersihkan untuk menghilangkan bekas pemotongan dan kotoran di permukaan serta memastikan kehalusan dan kerataan permukaan wafer silikon.
Tekstur dan doping wafer silikon
Untuk meningkatkan efisiensi konversi fotolistrik, wafer silikon perlu diberi tekstur dan didoping:
Tekstur: Struktur piramida kecil dibentuk pada permukaan wafer silikon melalui etsa kimia untuk meningkatkan luas permukaan dan efisiensi penyerapan cahaya.
Doping: Fosfor (tipe-n) atau boron (tipe-p) dan elemen lainnya didoping pada wafer silikon melalui difusi atau implantasi ion untuk membentuk sambungan PN, yang merupakan dasar sel surya untuk menghasilkan listrik.
Pasivasi permukaan dan lapisan anti-reflektif
Untuk mengurangi rekombinasi pembawa fotogenerasi dan meningkatkan efisiensi konversi fotolistrik, permukaan wafer silikon perlu dipasivasi dan lapisan anti-reflektif perlu ditambahkan:
Pasivasi permukaan: Lapisan silikon oksida atau silikon nitrida diendapkan pada permukaan wafer silikon melalui deposisi uap kimia (CVD) atau deposisi lapisan atom (ALD) untuk mengurangi cacat permukaan dan rekombinasi.
Lapisan anti-reflektif: Lapisan lapisan anti-reflektif, seperti silikon nitrida (SiNx), diendapkan pada permukaan wafer silikon untuk mengurangi pantulan cahaya dan meningkatkan efisiensi penyerapan cahaya.
Produksi elektroda dan perakitan sel
Untuk mengumpulkan dan mengirimkan arus fotogenerasi, elektroda perlu dibuat pada permukaan wafer silikon:
Elektroda depan: Pasta perak dicetak di bagian depan wafer silikon dengan teknologi sablon, dan elektroda kontak ohmik yang baik dibentuk melalui proses sintering.
Elektroda belakang: Elektroda aluminium atau elektroda perak dibuat di bagian belakang wafer silikon dengan penguapan vakum atau sablon untuk memastikan pengumpulan arus yang efektif.
Menguji dan menyortir sel
Sel yang diproduksi perlu menjalani pengujian dan penyortiran yang ketat untuk memastikan kinerja dan konsistensinya:
Pengujian fotolistrik: Parameter pengujian seperti tegangan rangkaian terbuka (Voc), arus hubung singkat (Isc), faktor pengisian (FF) dan efisiensi konversi setiap sel.
Penyortiran: Berdasarkan hasil pengujian, sel dibagi ke dalam tingkat efisiensi yang berbeda sehingga dapat dicocokkan selama perakitan untuk meningkatkan kinerja komponen secara keseluruhan.
Perakitan dan pengemasan komponen
Setelah pengujian dan penyortiran, sel-sel tersebut perlu dirakit menjadi modul sel surya:
Sambungan seri dan paralel: Sel-sel dihubungkan secara seri dan paralel sesuai dengan persyaratan desain untuk membentuk rangkaian baterai.
Pengemasan: Gunakan film EVA (etilen-vinil asetat) untuk mengapit tali sel antara kaca dan lembaran belakang dengan transmisi cahaya tinggi, dan gunakan laminator untuk melakukan pengemasan pengepresan panas untuk membentuk rakitan sel tahan air dan tahan debu.
Kontrol kualitas dan inspeksi pabrik
Terakhir, modul sel surya yang diproduksi harus menjalani kontrol kualitas yang ketat dan inspeksi pabrik:
Uji kekuatan mekanis: Uji ketahanan angin, ketahanan tekanan, dan ketahanan benturan modul untuk memastikan ketahanannya dalam berbagai kondisi lingkungan.
Uji kinerja kelistrikan: Uji keluaran daya dan efisiensi modul dengan mensimulasikan sinar matahari untuk memastikan memenuhi spesifikasi dan standar desain.
Singkatnya, proses pembuatan panel surya silikon monokristalin melibatkan berbagai teknologi utama dan pengendalian proses, mulai dari persiapan bahan silikon dengan kemurnian tinggi, hingga pertumbuhan ingot silikon monokristalin, pemotongan, pembuatan tekstur dan doping wafer silikon, hingga produksi elektroda, perakitan sel dan kontrol kualitas akhir. Setiap langkah memerlukan kontrol yang ketat dan pengoperasian yang presisi untuk memastikan efisiensi tinggi dan konsistensi produk akhir. Melalui teknologi dan kontrol proses ini, panel surya silikon monokristalin dapat tetap kompetitif di pasar dan memberikan solusi energi surya yang efisien dan andal kepada pengguna.
