I produksjonsprosessen til fotovoltaiske celler er temperaturkontroll en nøkkelfaktor som påvirker effektiviteten og stabiliteten til cellene.
Følgende er temperaturkontrollmetodene og nøkkelpunktene i hver hovedproduksjonslenke:
1. Diffusjonsbinding
- Funksjon: Dannelse av PN-veikryss på overflaten av silisiumskiven ved diffusjon med høy temperatur.
- Temperaturområde: vanligvis mellom 800 ~ 1000 grader, avhengig av diffusjonskilden (f.eks. Fosfordiffusjon eller bordiffusjon).
- Kontrollmetode:
- Tubular diffusjonsovn med høye presisjonstemperaturkontrollsystem (f.eks. PID-kontroll) for å holde temperatursvingninger innen ± 1 grad.
- Silisiumskiver er lastet gjennom kvartsbåter og varmes jevnt opp for å unngå lokale temperaturforskjeller.
- Sanntidsovervåking av ovnstemperatur og regulering av reaksjonshastigheten ved gasstrøm (f.eks. Oksygen, nitrogen).
2. Etsingsprosess
- Funksjon: Fjern overflødig materiale fra kanter eller overflater og optimaliser cellestrukturen.
- Temperaturområde:
- Våt etsing: Temperaturen på løsningen styres vanligvis ved 20 ~ 30 grader for å unngå altfor voldelige reaksjoner.
- Tørr etsing (for eksempel plasma -etsing): Temperaturen på utstyrshulen skal være stabil ved 50 ~ 150 grader for å forhindre skade på silisiumskiven.
- Kontrollmetode:
- Våt etsing bruker et termostatisk vannbad eller varmeveksler for å opprettholde temperaturen på løsningen.
- Tørr etsing regulerer temperaturen på kammeret gjennom maskinens innebygde temperaturkontrollsystem, for eksempel vannkjøling eller motstandsoppvarming.
3. Tynn filmavsetning (f.eks. PECVD)
- Funksjon: Avsetning av anti-reflekterende belegg eller passiveringslag (f.eks. SINX) på overflaten av silisiumskiver.
- Temperaturområde: Lav temperaturprosess (200 ~ 400 grader) for å unngå sekundær skade på silisiumskiver på grunn av høy temperatur.
- Kontrollmetode:
- Bruk en plasmaforbedret kjemisk dampavsetning (PECVD) enhet for å kontrollere reaksjonstemperaturen med RF-effekt og gasstrøm.
- Infrarød temperaturmåling brukes i hulrommet for å overvåke temperaturen på silisiumskiven i sanntid for å sikre ensartethet.
4. Skjermutskrift og sintring
- Funksjon: Skriv ut elektrodeoppslemming og forming av ledende kontakt ved sintring.
- Temperaturområde:
- Tørkestadium: 100 ~ 150 grader for å fjerne løsningsmidler.
- sintringstrinn: Topptemperaturen er omtrent 750 ~ 850 grader for å sikre fusjon av oppslemming og silisiumskive.
- Kontrollmetode:
- Bruk en kjedesinterende ovn med seksjonstemperaturkontroll (f.eks. Forvarming, sintring, kjølesone).
- Reniform oppvarming ved infrarød oppvarming eller varmluftssirkulasjon for å unngå løsgjøring av elektrode eller skivevarping.
5. Omgivelsestemperaturkontroll
- Krav til rent rom: Produksjonsverkstedet trenger å opprettholde konstant temperatur og fuktighet (for eksempel temperatur 22 ± 2 grader, fuktighet 40 ~ 60%) for å forhindre at nedbrytning av silisiumheving oksidasjon eller nedbrytning av utstyrsnøyaktighet.
- Kjøleutstyr: Høy effektutstyr (f.eks. Diffusjonsovner, PECVD) må utstyres med et kjølevannssystem for å unngå overoppheting.
6. Overvåking og tilbakemelding
- Sensorer: Bruk termoelementer, infrarøde termometre eller fiberoptiske sensorer for å overvåke kritiske nodetemperaturer i sanntid.
- Automatiseringssystem: Kontroll av lukket sløyfe oppnås ved å justere dynamisk oppvarming/kjøleparametere gjennom PLC- eller DCS-systemer.
Sentrale utfordringer og løsninger
- Uniformitetsproblemer: Uavhengig temperaturkontroll i flere temperatursoner og optimalisert gasstrømdesign (f.eks. Gassfordeling i diffusjonsovner).
- Rask rampe og temperatur: Bruk termisk ledende materialer med høy effektivitet som grafittbåter, eller optimaliser ovnstrukturen for å redusere termisk treghet.
- Ulike prosesskompatibilitet: For eksempel må det tunnelingsoksydlaget med TopCon -celler utarbeides ved lav temperatur (ca. 300 grader), som må samsvare med temperaturkontrollkapasiteten til utstyret.
Gjennom ovennevnte raffinerte temperaturkontrollstrategier kan konverteringseffektiviteten og utbyttet av solcelleceller forbedres betydelig. I faktisk produksjon må temperaturparametrene justeres i henhold til den spesifikke prosessen (for eksempel PERC, HJT, TOPCON).