Dalam proses pembuatan sel fotovoltaik, kawalan suhu adalah faktor utama yang mempengaruhi kecekapan dan kestabilan sel.
Berikut adalah kaedah kawalan suhu dan titik utama setiap pautan pengeluaran utama:
1. Ikatan penyebaran
- Fungsi: Pembentukan persimpangan PN pada permukaan wafer silikon oleh penyebaran suhu tinggi.
- Julat suhu: Biasanya antara 800 ~ 1000 darjah, bergantung kepada sumber penyebaran (contohnya penyebaran fosforus atau penyebaran boron).
- Kaedah Kawalan:
- Relau penyebaran tiub dengan sistem kawalan suhu ketepatan tinggi (contohnya kawalan PID) untuk mengekalkan turun naik suhu dalam ± 1 darjah.
- Wafer silikon dimuatkan melalui bot kuarza dan dipanaskan secara merata untuk mengelakkan perbezaan suhu tempatan.
- Pemantauan masa nyata suhu relau dan peraturan kadar tindak balas oleh aliran gas (contohnya, oksigen, nitrogen).
2 Proses etsa
- Fungsi: Keluarkan bahan berlebihan dari tepi atau permukaan dan mengoptimumkan struktur sel.
- julat suhu:
- Etching basah: Suhu penyelesaian biasanya dikawal pada 20 ~ 30 darjah untuk mengelakkan reaksi yang terlalu ganas.
- Etching kering (seperti etsa plasma): suhu rongga peralatan harus stabil pada 50 ~ 150 darjah untuk mencegah kerosakan pada wafer silikon.
- Kaedah Kawalan:
- Etching basah menggunakan mandi air termostatik atau penukar haba untuk mengekalkan suhu penyelesaian.
- Etching kering mengawal suhu ruang melalui sistem kawalan suhu terbina dalam mesin, seperti penyejukan air atau pemanasan rintangan.
3. Pemendapan filem nipis (contohnya PECVD)
- Fungsi: Pemendapan lapisan anti-reflektif atau lapisan passivasi (misalnya, Sinx) di permukaan wafer silikon.
- Julat suhu: Proses suhu rendah (200 ~ 400 darjah) untuk mengelakkan kerosakan sekunder terhadap wafer silikon akibat suhu tinggi.
- Kaedah Kawalan:
- Gunakan peranti pemendapan wap kimia (PECVD) yang dipertingkatkan plasma untuk mengawal suhu tindak balas oleh kuasa RF dan aliran gas.
- Pengukuran suhu inframerah digunakan dalam rongga untuk memantau suhu wafer silikon dalam masa nyata untuk memastikan keseragaman.
4. Percetakan skrin dan sintering
- Fungsi: Percetakan elektrod buburan dan membentuk hubungan konduktif oleh sintering.
- julat suhu:
- Tahap pengeringan: 100 ~ 150 darjah untuk mengeluarkan pelarut.
- Peringkat Sintering: Suhu puncak adalah kira -kira 750 ~ 850 darjah untuk memastikan gabungan buburan dan wafer silikon.
- Kaedah Kawalan:
- Gunakan relau sintering rantai dengan kawalan suhu keratan (contohnya pemanasan, sintering, zon penyejukan).
- Pemanasan seragam oleh pemanasan inframerah atau peredaran udara panas untuk mengelakkan detasmen elektrod atau wafer warping.
5. Kawalan suhu ambien
- Keperluan bilik bersih: Bengkel pengeluaran perlu mengekalkan suhu dan kelembapan yang berterusan (seperti suhu 22 ± 2 darjah, kelembapan 40 ~ 60%) untuk mencegah pengoksidaan wafer silikon atau degradasi ketepatan peralatan.
- Peralatan Penyejukan: Peralatan kuasa tinggi (contohnya, relau penyebaran, PECVD) perlu dilengkapi dengan sistem air penyejuk untuk mengelakkan terlalu panas.
6. Pemantauan dan maklum balas
- Sensor: Gunakan termokopel, termometer inframerah, atau sensor serat optik untuk memantau suhu nod kritikal dalam masa nyata.
- Sistem Automasi: Kawalan gelung tertutup dicapai dengan menyesuaikan parameter pemanasan/penyejukan secara dinamik melalui sistem PLC atau DCS.
Cabaran dan penyelesaian utama
- Isu Keseragaman: Kawalan suhu bebas di zon suhu berganda dan reka bentuk aliran gas yang dioptimumkan (contohnya pengedaran gas dalam relau penyebaran).
- Ramp dan suhu yang cepat: Gunakan bahan konduktif termal yang tinggi seperti bot grafit, atau mengoptimumkan struktur relau untuk mengurangkan inersia haba.
- Keserasian proses yang berbeza: Sebagai contoh, lapisan terowong oksida sel Topcon perlu disediakan pada suhu rendah (kira -kira 300 darjah), yang perlu dipadankan dengan kapasiti kawalan suhu peralatan.
Melalui strategi kawalan suhu yang disempurnakan di atas, kecekapan penukaran dan hasil sel fotovoltaik dapat ditingkatkan dengan ketara. Dalam pengeluaran sebenar, parameter suhu perlu diselaraskan mengikut proses tertentu (seperti Perc, HJT, TOPCON).