I fremstillingsprocessen for fotovoltaiske celler er temperaturstyring en nøglefaktor, der påvirker cellernes effektivitet og stabilitet.
Følgende er temperaturstyringsmetoderne og nøglepunkterne for hvert hovedproduktionslink:
1. diffusionsbinding
- Funktion: Dannelse af PN-kryds på overfladen af siliciumskiven ved høj temperaturdiffusion.
- Temperaturområde: Normalt mellem 800 ~ 1000 grad, afhængigt af diffusionskilden (f.eks. Fosfor diffusion eller bordiffusion).
- Kontrolmetode:
- Rørformet diffusionsovn med højpræcisionstemperaturstyringssystem (f.eks. PID-kontrol) for at holde temperaturfluktuationer inden for ± 1 grad.
- Siliciumskiver indlæses gennem kvartsbåde og opvarmes jævnt for at undgå lokale temperaturforskelle.
- Overvågning af realtid af ovnstemperaturen og reguleringen af reaktionshastigheden med gasstrøm (f.eks. Oxygen, nitrogen).
2. ætsningsproces
- Funktion: Fjern overskydende materiale fra kanter eller overflader, og optimer cellestrukturen.
- Temperaturområdet:
- Våd ætsning: Opløsningens temperatur styres normalt ved 20 ~ 30 grader for at undgå alt for voldelige reaktioner.
- Tør ætsning (såsom plasma -ætsning): Temperaturen på udstyrshulen skal være stabil ved 50 ~ 150 grader for at forhindre skader på siliciumskiven.
- Kontrolmetode:
- Våd ætsning bruger et termostatisk vandbad eller varmeveksler til at opretholde temperaturen på opløsningen.
- Tør ætsning regulerer temperaturen i kammeret gennem maskinens indbyggede temperaturstyringssystem, såsom vandkøling eller modstandsopvarmning.
3. tynd filmaflejring (f.eks. PECVD)
- Funktion: Afsætning af anti-reflekterende belægninger eller passiveringslag (f.eks. Sinx) på overfladen af siliciumskiver.
- Temperaturområdet: Lav temperaturproces (200 ~ 400 grader) For at undgå sekundær skade på siliciumskiver på grund af høj temperatur.
- Kontrolmetode:
- Brug en plasmaforbedret kemisk dampaflejring (PECVD) enhed til at kontrollere reaktionstemperaturen med RF-effekt og gasstrøm.
- Infrarød temperaturmåling bruges i hulrummet til at overvåge temperaturen på siliciumskiven i realtid for at sikre ensartethed.
4. skærmudskrivning og sintring
- Funktion: Udskrivning af elektrodeopslæmning og dannelse af ledende kontakt ved sintring.
- Temperaturområdet:
- Tørringstrin: 100 ~ 150 grad for at fjerne opløsningsmidler.
- Sintringstadium: Toppetemperaturen er omkring 750 ~ 850 grad for at sikre fusionen af gylle og siliciumskive.
- Kontrolmetode:
- Brug en kædesintringovn med sektionstemperaturstyring (f.eks. Forvarmning, sintring, kølingszone).
- Ensartet opvarmning ved infrarød opvarmning eller varmluftcirkulation for at undgå elektrodeafvikling eller wafer -fordrejning.
5. Kontrol af omgivelsestemperatur
- Krav til rent rum: Produktionsværkstedet skal opretholde konstant temperatur og fugtighed (såsom temperatur 22 ± 2 grader, fugtighed 40 ~ 60%) for at forhindre siliciumskiveroxidation eller nedbrydning af udstyrets nøjagtighed.
- Udstyrskøling: High-power-udstyr (f.eks. Diffusionsovne, PECVD) skal udstyres med et kølevandssystem for at undgå overophedning.
6. Overvågning og feedback
- Sensorer: Brug termoelementer, infrarøde termometre eller fiberoptiske sensorer til at overvåge kritiske nodetemperaturer i realtid.
- Automationssystem: Kontrol med lukket sløjfe opnås ved dynamisk justering af opvarmnings-/køleparametre gennem PLC- eller DCS-systemer.
Nøgleudfordringer og løsninger
- Ensartethedsproblemer: Uafhængig temperaturstyring i flere temperaturzoner og optimeret gasstrømningsdesign (f.eks. Gasfordeling i diffusionsovne).
- Hurtig rampe og temperatur: Brug termisk ledende materialer med høj effektivitet, såsom grafitbåde, eller optimer ovnstrukturen for at reducere termisk inerti.
- Forskellig proceskompatibilitet: For eksempel skal tunneloxidlag af topconceller fremstilles ved lav temperatur (ca. 300 grader), som skal matche udstyrets temperaturkontrolkapacitet.
Gennem ovennævnte raffinerede temperaturstyringsstrategier kan konverteringseffektiviteten og udbyttet af fotovoltaiske celler forbedres markant. I den faktiske produktion skal temperaturparametrene justeres i henhold til den specifikke proces (såsom PERC, HJT, TOPCON).