กระบวนการผลิตโมโนคริสตัลไลน์ แผงเซลล์แสงอาทิตย์ เกี่ยวข้องกับชุดเทคโนโลยีที่ซับซ้อนและซับซ้อนและการควบคุมกระบวนการเพื่อให้แน่ใจว่าแต่ละแผงมีคุณภาพสม่ำเสมอและมีประสิทธิภาพสูง ต่อไปนี้เป็นคำตอบโดยละเอียดและการแนะนำ:
เทคโนโลยีหลักและการควบคุมกระบวนการในกระบวนการผลิตแผงซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์
การเตรียมวัสดุซิลิกอนที่มีความบริสุทธิ์สูง
ขั้นตอนแรกในการผลิตแผงเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดโมโนคริสตัลไลน์ซิลิคอนคือการเตรียมวัสดุซิลิคอนที่มีความบริสุทธิ์สูง ความบริสุทธิ์ของซิลิคอนส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของแผง โดยทั่วไปวัสดุซิลิกอนจะถูกเตรียมผ่านกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ของซิลิกอนเกรดโลหะซึ่งรวมถึง:
วิธีไตรคลอโรซิเลน (วิธีของ Siemens): ไตรคลอโรซิเลน (HCl) ถูกสร้างขึ้นโดยการทำปฏิกิริยาซิลิคอนเกรดโลหะวิทยากับคลอรีน จากนั้นจึงกลั่นและลดขนาดลงจนได้ซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ที่มีความบริสุทธิ์สูงในที่สุด
วิธีการละลายแบบโซน: เพื่อปรับปรุงความบริสุทธิ์ของซิลิคอนเพิ่มเติม วิธีการละลายแบบโซนใช้เพื่อละลายแท่งซิลิคอนบางส่วนที่อุณหภูมิสูง และสิ่งสกปรกจะถูกค่อยๆ กำจัดออกโดยการทำความร้อนแบบโซน
การเจริญเติบโตของแท่งซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์
หลังจากเตรียมวัสดุซิลิกอนที่มีความบริสุทธิ์สูงแล้ว จะต้องแปลงเป็นแท่งซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์ วิธีการหลักได้แก่:
วิธี Czochralski (CZ): ซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ถูกวางในเบ้าหลอมควอตซ์และให้ความร้อนจนมีสถานะหลอมเหลว จากนั้นนำเมล็ดผลึกเดี่ยวไปแช่ในซิลิคอนหลอมเหลว จากนั้นผลึกของเมล็ดจะค่อยๆ หมุนและดึงขึ้นจนค่อยๆ กลายเป็นผลึกซิลิคอนเดี่ยว ลิ่ม
วิธีโซนลอยตัว (FZ): การทำความร้อนด้วยการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าใช้ในการปลูกซิลิคอนผลึกเดี่ยวโดยไม่ต้องใช้เบ้าหลอม ซิลิคอนผลึกเดี่ยวที่มีความบริสุทธิ์สูงได้มาจากการหลอมและการตกผลึกแท่งซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ในส่วนต่างๆ ภายใต้การกระทำของขดลวดเหนี่ยวนำความถี่สูง
การตัดแท่งซิลิคอนและการผลิตเวเฟอร์ซิลิคอน
หลังจากที่การเติบโตของแท่งซิลิคอนผลึกเดี่ยวเสร็จสิ้นแล้ว จะต้องหั่นเป็นชิ้นบาง ๆ เพื่อทำเซลล์แสงอาทิตย์ ขั้นตอนสำคัญได้แก่:
การตัดแท่งซิลิคอน: ด้วยการใช้เทคโนโลยีการตัดลวดเลื่อยเพชร แท่งซิลิคอนผลึกเดี่ยวจะถูกตัดเป็นชิ้นบาง ๆ การตัดเลื่อยลวดเพชรสามารถให้ผลการตัดที่มีความแม่นยำสูงและสูญเสียน้อย
การขัดและทำความสะอาดแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน: จำเป็นต้องขัดและทำความสะอาดแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนที่ตัดแล้วเพื่อขจัดรอยตัดและสิ่งสกปรกบนพื้นผิว และรับประกันความเรียบและความเรียบของพื้นผิวแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน
การทำพื้นผิวและการเติมซิลิคอนเวเฟอร์
เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของการแปลงโฟโตอิเล็กทริก เวเฟอร์ซิลิคอนจำเป็นต้องได้รับการปรับพื้นผิวและเจือ:
พื้นผิว: โครงสร้างปิรามิดเล็กๆ ถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนโดยการกัดด้วยสารเคมีเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวและประสิทธิภาพการดูดกลืนแสง
การเติม: ฟอสฟอรัส (ชนิด n) หรือโบรอน (ชนิด p) และองค์ประกอบอื่นๆ ถูกเจือบนเวเฟอร์ซิลิคอนโดยการแพร่หรือการฝังไอออนเพื่อสร้างจุดเชื่อมต่อ PN ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ในการผลิตกระแสไฟฟ้า
ทู่พื้นผิวและเคลือบป้องกันแสงสะท้อน
เพื่อลดการรวมตัวกันใหม่ของพาหะที่สร้างด้วยแสงและปรับปรุงประสิทธิภาพของการแปลงโฟโตอิเล็กทริก พื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนจำเป็นต้องได้รับการปกป้อง และจำเป็นต้องเพิ่มการเคลือบป้องกันแสงสะท้อน:
การสร้างฟิล์มทู่ที่พื้นผิว: ชั้นของซิลิคอนออกไซด์หรือซิลิคอนไนไตรด์จะถูกสะสมบนพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนโดยการสะสมไอสารเคมี (CVD) หรือการสะสมของชั้นอะตอมมิก (ALD) เพื่อลดข้อบกพร่องที่พื้นผิวและการรวมตัวกันใหม่
การเคลือบป้องกันแสงสะท้อน: ชั้นเคลือบป้องกันแสงสะท้อน เช่น ซิลิคอนไนไตรด์ (SiNx) ถูกวางอยู่บนพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน เพื่อลดการสะท้อนแสงและปรับปรุงประสิทธิภาพการดูดซับแสง
การผลิตอิเล็กโทรดและการประกอบเซลล์
ในการรวบรวมและส่งกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากแสง จะต้องสร้างอิเล็กโทรดบนพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน:
อิเล็กโทรดด้านหน้า: วางเงินจะถูกพิมพ์ที่ด้านหน้าของเวเฟอร์ซิลิคอนโดยเทคโนโลยีการพิมพ์สกรีน และอิเล็กโทรดหน้าสัมผัสโอห์มมิกที่ดีจะเกิดขึ้นจากกระบวนการเผาผนึก
อิเล็กโทรดด้านหลัง: อิเล็กโทรดอะลูมิเนียมหรืออิเล็กโทรดสีเงินทำขึ้นที่ด้านหลังของเวเฟอร์ซิลิคอนโดยการระเหยแบบสูญญากาศหรือการพิมพ์สกรีนเพื่อให้แน่ใจว่าการรวบรวมกระแสไฟฟ้ามีประสิทธิภาพ
การทดสอบและการเรียงลำดับเซลล์
เซลล์ที่ผลิตขึ้นจำเป็นต้องผ่านการทดสอบและการคัดแยกอย่างเข้มงวดเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพและความสม่ำเสมอ:
การทดสอบโฟโตอิเล็กทริค: พารามิเตอร์ทดสอบ เช่น แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด (Voc) กระแสไฟฟ้าลัดวงจร (Isc) แฟกเตอร์การเติม (FF) และประสิทธิภาพการแปลงของแต่ละเซลล์
การเรียงลำดับ: ตามผลการทดสอบ เซลล์จะถูกแบ่งออกเป็นระดับประสิทธิภาพต่างๆ เพื่อให้สามารถจับคู่ระหว่างการประกอบเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของส่วนประกอบต่างๆ
การประกอบและการบรรจุส่วนประกอบ
หลังจากการทดสอบและคัดแยกเซลล์แล้ว จะต้องประกอบเป็นโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์:
การเชื่อมต่อแบบอนุกรมและแบบขนาน: เซลล์เชื่อมต่อแบบอนุกรมและขนานตามข้อกำหนดการออกแบบเพื่อสร้างสายแบตเตอรี่
บรรจุภัณฑ์: ใช้ฟิล์ม EVA (เอทิลีน-ไวนิลอะซิเตท) เพื่อประกบสายเซลล์ระหว่างกระจกและแผ่นด้านหลังที่มีการส่องผ่านแสงสูง และใช้เครื่องเคลือบบัตรเพื่อดำเนินการบรรจุภัณฑ์แบบกดร้อนเพื่อสร้างชุดประกอบเซลล์กันน้ำและกันฝุ่น
การควบคุมคุณภาพและการตรวจสอบโรงงาน
สุดท้ายนี้ โมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ที่ผลิตขึ้นจำเป็นต้องผ่านการควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวดและการตรวจสอบจากโรงงาน:
การทดสอบความแข็งแรงทางกล: ทดสอบความต้านทานลม ความต้านทานแรงดัน และความต้านทานแรงกระแทกของโมดูล เพื่อให้มั่นใจถึงความทนทานภายใต้สภาพแวดล้อมต่างๆ
การทดสอบประสิทธิภาพทางไฟฟ้า: ทดสอบกำลังไฟฟ้าและประสิทธิภาพของโมดูลโดยการจำลองแสงแดดเพื่อให้แน่ใจว่าเป็นไปตามข้อกำหนดและมาตรฐานการออกแบบ
โดยสรุป กระบวนการผลิตแผงเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดโมโนคริสตัลไลน์เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีหลักต่างๆ และการควบคุมกระบวนการ ตั้งแต่การเตรียมวัสดุซิลิคอนที่มีความบริสุทธิ์สูง ไปจนถึงการเติบโตของแท่งซิลิคอนชนิดโมโนคริสตัลไลน์ การตัด การสร้างพื้นผิว และการเติมซิลิคอนเวเฟอร์ ไปจนถึง การผลิตอิเล็กโทรด การประกอบเซลล์ และการควบคุมคุณภาพขั้นสุดท้าย แต่ละขั้นตอนต้องมีการควบคุมที่เข้มงวดและการดำเนินการที่แม่นยำเพื่อให้มั่นใจในประสิทธิภาพและความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย แผงเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดโมโนคริสตัลไลน์ซิลิคอนสามารถรักษาความสามารถในการแข่งขันในตลาดด้วยเทคโนโลยีและการควบคุมกระบวนการเหล่านี้ และมอบโซลูชันพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้แก่ผู้ใช้
