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太陽(yáng)能電池片科普系列——制絨篇

作者: | 發(fā)布日期: 2017 年 11 月 21 日 9:31 | 分類(lèi): 行業(yè)知識(shí)

濕制程是太陽(yáng)能電池片生產(chǎn)工序的開(kāi)端,從上級(jí)廠家或者上級(jí)原材料工廠獲得的電池片原片將從這里開(kāi)始他新的生涯,作為電池片生命生涯的開(kāi)始,制絨等濕制程也是整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中最難控制的工序之一。

一、制絨的目的

去除機(jī)械損傷層——主要來(lái)自原片切割過(guò)程中的表面損傷;

增加電池片表面面積——為擴(kuò)散增加制結(jié)面積準(zhǔn)備;

陷光原理——大大降低電池片表面反射率;

去除雜質(zhì)——HF可以去除電池片表面油污、HCL去除金屬雜質(zhì);

多晶絨面

單晶絨面

因單多晶晶體結(jié)構(gòu)差異,考慮到效率因素,多晶常用酸制絨,單晶多用堿制絨。多晶制絨面為不規(guī)則凹凸面,單晶制絨面為規(guī)制類(lèi)金字塔結(jié)構(gòu)。主要原因是多晶內(nèi)部晶體排列方式雜亂所致,具有各項(xiàng)同性。

常見(jiàn)制絨機(jī)臺(tái)

陷光原理是利用光線(xiàn)入射到電池片表面的斜面,進(jìn)而被反射到另一斜面,以形成多次吸收。入射光在經(jīng)過(guò)多次反射,改變了入射光在硅中的前進(jìn)方向,既延長(zhǎng)了光程,又增加了對(duì)紅外光子的吸收,同時(shí)有較多的光子在靠近PN結(jié)附近產(chǎn)生光生載流子,從而增加了光生載流子的收集。

陷光原理

二、制絨工藝流程(多晶為例)

制絨槽→水洗→堿洗→水洗 →酸洗→水洗→吹干。

反應(yīng)方程式:

1: Si + 4HNO3 = SiO2 + 4NO2 + 2H2O

2: SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O

3: SiF4 + HF= H2SiF6

2.1: NO2 + H2O = HNO3 + HNO2

2.2: Si + HNO2 = SiO2 + NO +H2O

2.3: HNO3 + NO + H2O = HNO2

硅片進(jìn)入含有硝酸和氫氟酸的制絨槽,值得注意的是硅和硝酸及氫氟酸單獨(dú)均不發(fā)生反應(yīng),但是當(dāng)三者同時(shí)相處時(shí),反應(yīng)劇烈,所以制絨槽內(nèi)各種酸的比例要求嚴(yán)格(主要針對(duì)效率方面)。

三、制絨制程控制指標(biāo)

1、減薄量。減薄量是是制絨工序最重要的控制指標(biāo),減薄量等于制絨前重量減去制絨后重量。它能夠直接反應(yīng)硅片在制絨工序的反應(yīng)程度,間接反應(yīng)絨面好壞,減薄量過(guò)大或者過(guò)小都會(huì)引起最終電池片的效率。減薄量的影響因素:制絨槽溫度、藥液濃度、比例、流量、怠速等

2、制絨后反射率。制絨后反射率是僅次于減薄量的監(jiān)控指標(biāo),其主要體現(xiàn)電池片表面絨面的好壞,反射率主要的影響因素是減薄量大小以及藥液成分的比例。

3、少子壽命等。

值得重要的是不同批次或廠家的硅片在相同藥液的機(jī)臺(tái)制絨所獲得的電池片減薄量和反射率有所差異。

四、制絨車(chē)間常見(jiàn)事項(xiàng)

1、片源統(tǒng)計(jì),根據(jù)不同規(guī)格電池片采用不同生產(chǎn)工藝,同時(shí)通知后道工序更改相應(yīng)工藝;

2、純水電導(dǎo)率檢測(cè)、生產(chǎn)所用均為純水,純度不高將直接導(dǎo)致電池片嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題;

3、空氣溫度和潔凈度,電池片是就像襁褓中的嬰兒,任何風(fēng)吹草動(dòng)都會(huì)引起相當(dāng)大的后果;

4、化學(xué)濃度分析,對(duì)制絨槽藥液進(jìn)行定期分析,以便調(diào)整。

制絨工序不同于其他工序,藥液分析較難,肉眼幾乎無(wú)法分辨,制絨槽問(wèn)題的處理完全依據(jù)經(jīng)驗(yàn)和歷史數(shù)據(jù),不同藥液壽命情況下性質(zhì)不同,問(wèn)題排查困難。且由于其濕制程特殊的生產(chǎn)工藝,制絨機(jī)臺(tái)一旦污染便將是電池片的全面污染。制絨車(chē)間高耗酸和耗能,機(jī)臺(tái)需要維持低溫,每天每個(gè)機(jī)臺(tái)耗酸良都在400L以上(受產(chǎn)量影響)。危險(xiǎn)系數(shù)高,維護(hù)時(shí)問(wèn)題尤為突出,手工添加酸堿,濺酸濺液?jiǎn)栴}時(shí)有發(fā)生,停電等特殊情況車(chē)間內(nèi)酸的揮發(fā)將對(duì)人員造成不可逆?zhèn)ι踔羻拭?/p>

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