5.1 Солнечные батареи

Схема производства

- Подготовка кремниевой пластины, очистка ее после резки, промывка;

- Структурирование поверхности пластины, создание топологии на ее поверхности, травление;

- Легирование, нанесение фосфора;

- Диффузия фосфора, вжигание;

- Создание P-n-перехода, изолирование его, удаление не нужных слоев;

- Нанесение антиотражающего слоя SiN;

- Металлизация (создание металлических контактов на обратной стороне пластины методом трафаретной печати);

- Сушка и вжигание;

- Создание контактов на лицевой стороне пластины;

- Выравнивание пластины;

- Проверка и тестирование.

Оборудование под каждый из этапов поставляют европейские и американские компании - RENA, Roth&Rau, DESPATCH, BACCINI, MANZ - одни из мировых лидеров по производству оборудования в сфере солнечной энергетики. В России данные компании представляет ООО "СОВТЕСТ АТЕ".

рис. 18 "Оборудование для выполнения жидкостной химической обработки"

Пластины на производство поступают практически готовыми к дальнейшему их использованию, необходимо только удалить повреждения, образующиеся на поверхности при резке. В этих целях применяется оборудование для выполнения жидкостной химической обработки, производителем которого является компания RENA (Германия). Помимо этого, установки компании, а в частности система серии InTex, улучшает светоудерживающие свойства пластин путем создания структуры на их поверхности.

рис. 19 "Фото со сканирующего электронного микроскопа"

На картинке приведена фотография, полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа, структуры, полученной на поверхности пластины после обработки ее в системе InTex. Данный процесс выполняется с помощью кислотных (реже - щелочных) реагентов. Системы позволяют работать с пластинами диаметром 125 и 156 мм, толщиной от 150 мкм.

рис. 20 "Диффузионная печь"

Следующий этап - процесс нанесения на пластину слоя фосфора и его вжигание, эти процессы могут быть выполнены на одной установке - в диффузионной печи компании DESPATCH, которая позволяет выполнять процесс одновременно на двух сторонах пластины. Печи этой компании отличает довольно высокая производительность, однородность поддержания температуры внутри печи и высокая скорость набора температуры, а также способность конфигурирования конвейера как справа налево, так и слева направо.

рис. 21 "Установка для снятия ненужных слоев фосфосиликатного стекла"

После диффузии пластины попадают на установку компании RENA - в систему серии InOx, предназначенную для эффективного снятия ненужных слоев фосфосиликатного стекла (необходимо для повышения производительности), а также выполняющую дополнительную очистку пластин перед осаждением нитрида кремния, что выполняется на установке компании Roth&Rau.

рис. 22 "Установка для нанесения антиотражающего покрытия"

Оборудование серии SiNA® предназначено для нанесения антиотражающего покрытия (SiN) и для пассивации солнечных батарей. Данная установка выполняет один из основных этапов в производстве солнечных батарей, т.к. сильно влияет на КПД батарей. Следующий этап - это создание металлических контактов на обратной стороне пластины. Можно выполнить методом трафаретной печати (например, на принтерах компании BACCINI), после чего пасту сушат в печах DESPATCH.

рис. 23 "Пластина"

После всех этих процессов практически в 100% случаев пластина приобретает изгиб вследствие термического напряжения различных материалов; избавиться от него необходимо, чтобы в дальнейшем, при встраивании пластин в модули, не произошла их поломка.

Для этого компания DESPATCH разработала специальную установку - систему быстрого термического шока серии IL-RTS. Эта система имеет несколько рабочих зон, где пластины сначала подвергаются очень резкому охлаждению - до -70 °С, а потом - нагреванию до +200 °С. Установка позволяет значительно снизить риск растрескивания пластин при дальнейшей работе с ними, а также позволяет расширить список используемых для печати паст.

Все процессы в описанной выше линейке оборудования выполняются автоматически, каждый из этапов всей технологической цепочки соединен со следующим. Автоматические роботы для загрузки и разгрузки пластин, а также промежуточные конвейеры поставляет немецкая компания MANZ Automation. Один такой робот способен перемещать до 3600 пластин в час, при этом риск поломки не превышает 0.1%. Разработанные компанией MANZ роботы имеют большое преимущество перед обычными механическими держателями, т.к. позволяют работать с очень тонкими пластинами, толщина которых может опускаться ниже 120 мкм.

Помимо автоматизации, компания также поставляет тестеры, которые могут быть использованы для оценки качества пластин как на входе, так и на выходе из линейки.