Procédé :
INTEX→DIFF→Post-nettoyage→PECVD→Criblage et frittage→Test et tri→Emballage
1.texturation des cellules des panneaux photovoltaïques
L'objectif de la texturation est de former une surface texturée à la surface de la plaquette de silicium afin de réduire la réflectivité de la cellule. Les irrégularités de la surface texturée peuvent augmenter la réflexion secondaire et modifier le chemin optique et le mode d'incidence. En général, les monocristaux sont traités avec de l'alcali pour obtenir un daim en forme de pyramide ; les polycristaux sont traités avec de l'acide pour obtenir un daim aléatoire en forme de trou de ver. La différence entre les méthodes de traitement est principalement liée à la nature du monocristal polycristallin.
Processus technologique : cuve de cachemire→ lavage à l'eau→ lavage à l'eau→ lavage à l'acide→ lavage à l'eau→ séchage.
En général, le silicium est considéré comme non réactif avec HF et HNO3 (la surface du silicium sera passivée). Lorsqu'il est présent dans le système de deux acides mélangés, la réaction du silicium avec la solution mélangée est continue.
2. Diffusion des cellules des panneaux photovoltaïques
La diffusion constitue le cœur de la batterie et la jonction P-N de la batterie. Le POCl3 est le choix actuel pour la diffusion du phosphore. Le POCl3 est une source de phosphore liquide, et la diffusion de la source de phosphore liquide présente les avantages d'une grande efficacité de production, d'une bonne stabilité, d'une jonction PN uniforme et lisse, et d'une bonne surface de la couche de diffusion.
Le POCl3 se décompose à des températures supérieures à 600°C pour créer du pentachlorure de phosphore (PCl5) et du pentoxyde de phosphore (P2O5). Le PCl5 est nocif pour la surface des plaquettes de silicium. En présence d'oxygène (O2), le PCl5 se décompose en P2O5 et libère du chlore gazeux. Par conséquent, un flux contrôlé d'oxygène est introduit tandis que l'azote est dispersé.
À la température de diffusion, le P2O5 réagit avec le silicium pour produire du dioxyde de silicium (SiO2) et des atomes de phosphore. Le P2O5 résultant est déposé sur la surface de la plaquette de silicium et continue à réagir avec le silicium, formant d'autres SiO2 et atomes de phosphore. Ce processus conduit à la formation d'un verre silicaté phosphoré (PSG) à la surface de la plaquette de silicium.
Les atomes de phosphore se diffusent dans le silicium, ce qui entraîne la création d'un semi-conducteur de type N.
3. Gravure des cellules des panneaux photovoltaïques
Au cours du processus de diffusion, la méthode de diffusion unilatérale dos-à-dos est utilisée, ce qui entraîne la diffusion d'atomes de phosphore sur les bords latéraux et arrière de la plaquette de silicium.
En présence de lumière solaire, les électrons générés par la lumière et collectés sur la face avant de la jonction P-N s'écoulent vers la face arrière à travers la région où le phosphore est diffusé le long du bord, ce qui provoque un court-circuit.
Le court-circuitage du canal réduit la résistance parallèle.
Le processus de gravure vise à éliminer la portion de phosphore sur le bord de la plaquette de silicium afin d'empêcher un court-circuit de la jonction P-N et de réduire la résistance parallèle.
Processus de gravure humide : chargement du film → cuve de gravure (H2SO4 HNO3 HF) → lavage à l'eau → bain alcalin (KOH) → lavage à l'eau → bain HF → lavage à l'eau → enlèvement du film
HNO3 réagit et s'oxyde pour produire du SiO2, tandis que HF est utilisé pour éliminer le SiO2. Le processus de gravure en cuve alcaline sert à lisser la surface non texturée et à la rendre uniforme. La principale solution utilisée dans le bac à alcali est le KOH. Le H2SO4 est utilisé pour faciliter le mouvement des plaquettes de silicium sur la ligne d'assemblage et ne participe pas à la réaction.
La gravure à sec fait référence à la gravure de couches minces à l'aide d'un plasma. Lorsque le gaz est à l'état de plasma, il devient plus actif chimiquement.
En choisissant un gaz approprié, la plaquette de silicium peut réagir rapidement et subir la gravure. En outre, le champ électrique est utilisé pour guider et accélérer le plasma, en lui donnant de l'énergie. Lorsque la surface de la plaquette de silicium est bombardée, les atomes du matériau silicium sont délogés, ce qui permet de réaliser la gravure par transfert d'énergie physique.
4. PECVD
Le dépôt chimique en phase vapeur par plasma (PCVD) est un procédé utilisé pour déposer un film mince sur la surface du silicium. Lorsque la lumière du soleil frappe la surface du silicium, environ 35 % de cette lumière est réfléchie. Pour améliorer l'absorption de la lumière solaire par la cellule solaire, un film antireflet est appliqué. Ce film augmente le courant photo-généré, ce qui conduit à une efficacité de conversion plus élevée. En outre, le film contenant de l'hydrogène passive la surface de la cellule, réduisant la recombinaison de surface à la jonction de l'émetteur. Cela réduit le courant d'obscurité, augmente la tension en circuit ouvert et améliore l'efficacité globale de la conversion photoélectrique. L'hydrogène contenu dans le film peut réagir avec les défauts ou les impuretés du silicium. Cette réaction déplace l'énergie de la bande interdite vers la bande de valence ou la bande de conduction.
Dans un environnement sous vide et à une température de 480 degrés Celsius, une couche de film SixNy est appliquée sur la surface de la plaquette de silicium en utilisant un bateau de graphite comme conducteur.
5. Sérigraphie de cellules de panneaux photovoltaïques
En termes simples, le processus consiste à collecter le courant et à créer des électrodes pour les cellules solaires. Tout d'abord, une électrode d'argent est appliquée à l'arrière de la cellule, suivie de l'impression et du séchage d'un champ arrière en aluminium. Ensuite, une électrode d'argent frontale est imprimée, en se concentrant sur le contrôle du poids humide et de la largeur de la sous-grille.
Si le poids humide de la deuxième étape est trop élevé, cela entraîne un gaspillage de la boue et un séchage insuffisant avant l'entrée dans la zone à haute température. Il peut en résulter que la matière organique reste dans la boue, empêchant la transformation complète en aluminium métallique.
Un poids excessif peut également entraîner une courbure de la cellule solaire après le frittage. Si le poids humide est trop faible, toute la pâte d'aluminium est consommée pendant le frittage. Il se forme alors une zone d'alliage avec le silicium qui n'est pas adaptée à un contact métallique arrière. En effet, la conductivité latérale et la soudabilité sont médiocres. En outre, il peut en résulter des bombements ou d'autres défauts d'aspect.
Si la largeur de la troisième ligne de la grille est trop importante, la zone de réception de la lumière de la cellule est réduite et l'efficacité diminue.
Méthode d'impression : impression physique, séchage
6. Frittage des cellules de panneaux photovoltaïques
Le frittage consiste à chauffer à haute température l'électrode imprimée sur la surface de la cellule. Cela permet à l'électrode et à la puce de silicium de former un bon contact électrique, ce qui améliore la tension en circuit ouvert et le facteur de remplissage de la cellule. Il garantit également que l'électrode présente une faible résistance, ce qui permet d'obtenir un rendement de conversion élevé.
Le frittage facilite la diffusion de l'hydrogène dans le processus PECVD. Cette passivation efficace de la cellule est un avantage supplémentaire.
La méthode de frittage utilisée est le frittage rapide à haute température, et le chauffage est réalisé par infrarouge.
Le frittage est un processus complet de diffusion, d'écoulement et de réactions physiques et chimiques. L'avant Ag diffuse dans le silicium à travers SiNH mais ne peut pas atteindre la surface P-N, et l'arrière Ag et Al diffusent dans le silicium. En raison de la nécessité de former un alliage, une certaine température est requise. Ag, La stabilité des alliages formés par Al et Si est différente, il est donc nécessaire de fixer des températures différentes pour réaliser l'alliage, respectivement.
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