¿Qué tecnologías y controles de procesos son clave para garantizar la consistencia de la calidad durante el proceso de fabricación de paneles solares monocristalinos?

El proceso de fabricación de monocristalinos. paneles solares Implica una serie de tecnologías y controles de procesos complejos y sofisticados para garantizar que cada panel tenga una calidad constante y una alta eficiencia. La siguiente es una respuesta detallada y una introducción:
Tecnologías clave y controles de procesos en el proceso de fabricación de paneles de silicio monocristalino.
Preparación de materiales de silicio de alta pureza.
El primer paso en la fabricación de paneles solares de silicio monocristalino es preparar materiales de silicio de alta pureza. La pureza del silicio afecta directamente a la eficiencia y rendimiento de los paneles. Los materiales de silicio generalmente se preparan mediante el proceso de purificación de silicio de grado metalúrgico, que incluye:
Método del triclorosilano (método de Siemens): el triclorosilano (HCl) se genera haciendo reaccionar silicio de grado metalúrgico con cloro, y luego se destila y se reduce para finalmente generar silicio policristalino de alta pureza.
Método de fusión por zonas: para mejorar aún más la pureza del silicio, se utiliza el método de fusión por zonas para fundir parcialmente el lingote de silicio a alta temperatura y las impurezas se eliminan gradualmente mediante calentamiento por zonas.
Crecimiento de lingotes de silicio monocristalino.
Una vez preparado el material de silicio de alta pureza, es necesario convertirlo en lingotes de silicio monocristalino. Los principales métodos incluyen:
Método Czochralski (CZ): el silicio policristalino se coloca en un crisol de cuarzo y se calienta hasta un estado fundido, y luego se sumerge una semilla monocristalina en el silicio fundido y el cristal semilla se gira lentamente y se levanta para hacer crecer gradualmente un silicio monocristalino. lingote.
Método de zona flotante (FZ): el calentamiento por inducción electromagnética se utiliza para cultivar silicio monocristalino sin crisol. El silicio monocristalino de alta pureza se obtiene fundiendo y cristalizando varillas de silicio policristalino en secciones bajo la acción de una bobina de inducción de alta frecuencia.
Corte de lingotes de silicio y producción de obleas de silicio.
Una vez completado el crecimiento del lingote de silicio monocristalino, es necesario cortarlo en rodajas finas para fabricar células solares. Los pasos clave incluyen:
Corte de lingotes de silicio: Utilizando la tecnología de corte con sierra de hilo diamantado, el lingote de silicio monocristalino se corta en rodajas finas. El corte con sierra de hilo diamantado puede proporcionar efectos de corte de alta precisión y bajas pérdidas.
Pulido y limpieza de obleas de silicio: las obleas de silicio cortadas deben pulirse y limpiarse para eliminar las marcas de corte y las impurezas en la superficie y garantizar la suavidad y planitud de la superficie de la oblea de silicio.
Texturizado y dopaje de obleas de silicio.
Para mejorar la eficiencia de la conversión fotoeléctrica, las obleas de silicio deben texturizarse y doparse:
Texturizado: se forma una pequeña estructura piramidal en la superficie de la oblea de silicio mediante grabado químico para aumentar el área de la superficie y la eficiencia de absorción de la luz.
Dopaje: Se dopan fósforo (tipo n) o boro (tipo p) y otros elementos en la oblea de silicio mediante difusión o implantación de iones para formar una unión PN, que es la base para que las células solares generen electricidad.
Pasivación de superficies y revestimiento antirreflectante.
Para reducir la recombinación de portadores fotogenerados y mejorar la eficiencia de la conversión fotoeléctrica, es necesario pasivar la superficie de la oblea de silicio y agregar un recubrimiento antirreflectante:
Pasivación de la superficie: se deposita una capa de óxido de silicio o nitruro de silicio en la superficie de la oblea de silicio mediante deposición química de vapor (CVD) o deposición de capa atómica (ALD) para reducir los defectos de la superficie y la recombinación.
Revestimiento antirreflectante: se deposita una capa de revestimiento antirreflectante, como nitruro de silicio (SiNx), sobre la superficie de la oblea de silicio para reducir el reflejo de la luz y mejorar la eficiencia de absorción de la luz.
Producción de electrodos y montaje de celdas.
Para recolectar y transmitir corriente fotogenerada, es necesario fabricar electrodos en la superficie de obleas de silicio:
Electrodo frontal: se imprime pasta de plata en la parte frontal de la oblea de silicio mediante tecnología de serigrafía y se forma un buen electrodo de contacto óhmico mediante el proceso de sinterización.
Electrodo posterior: El electrodo de aluminio o electrodo de plata se fabrica en la parte posterior de la oblea de silicio mediante evaporación al vacío o serigrafía para garantizar una recolección efectiva de corriente.
Pruebas y clasificación de células.
Las células fabricadas deben someterse a pruebas y clasificaciones rigurosas para garantizar su rendimiento y coherencia:
Pruebas fotoeléctricas: parámetros de prueba como voltaje de circuito abierto (Voc), corriente de cortocircuito (Isc), factor de llenado (FF) y eficiencia de conversión de cada celda.
Clasificación: según los resultados de las pruebas, las celdas se dividen en diferentes niveles de eficiencia para que puedan coincidir durante el ensamblaje para mejorar el rendimiento general de los componentes.
Montaje y embalaje de componentes.
Después de probarlas y clasificarlas, las células deben ensamblarse en módulos de células solares:
Conexión en serie y paralelo: las celdas se conectan en serie y en paralelo de acuerdo con los requisitos de diseño para formar una cadena de baterías.
Embalaje: Utilice una película de EVA (etileno-acetato de vinilo) para intercalar la cadena de células entre el vidrio y la lámina posterior con alta transmitancia de luz, y utilice una laminadora para realizar un embalaje prensado en caliente para formar un conjunto de células resistente al agua y al polvo.
Control de calidad e inspección de fábrica.
Finalmente, los módulos de células solares fabricados deben someterse a un estricto control de calidad e inspección de fábrica:
Prueba de resistencia mecánica: pruebe la resistencia al viento, la resistencia a la presión y la resistencia al impacto del módulo para garantizar su durabilidad en diversas condiciones ambientales.
Prueba de rendimiento eléctrico: Pruebe la potencia de salida y la eficiencia del módulo simulando la luz solar para garantizar que cumpla con las especificaciones y estándares de diseño.
En resumen, el proceso de fabricación de paneles solares de silicio monocristalino implica una variedad de tecnologías y controles de proceso clave, desde la preparación de materiales de silicio de alta pureza hasta el crecimiento de lingotes de silicio monocristalino, el corte, texturizado y dopado de obleas de silicio, hasta producción de electrodos, montaje de celdas y control de calidad final. Cada paso requiere un control estricto y una operación de precisión para garantizar la alta eficiencia y consistencia del producto final. A través de estas tecnologías y controles de procesos, los paneles solares de silicio monocristalino pueden seguir siendo competitivos en el mercado y brindar a los usuarios soluciones de energía solar eficientes y confiables.