Polykristallina kiselsolceller är den mest använda typen av solcellsteknik för närvarande. Dess kärnmaterial är polykristallint kisel, och produktionsprocessen av polykristallint kisel är en viktig länk i hela batteritillverkningskedjan. Följande kommer att introducera tillverkningsprocessen för polykristallina kiselgöt i detalj, inklusive nyckelsteg som val av råmaterial, smältning, kylning och kristallbildning.
1. Val av råvaror
Det första steget för att producera polykristallina kiselgöt är att välja kiselråmaterial med hög renhet. Vanligtvis renas industriellt kisel (Si) för att avlägsna föroreningar för att uppnå en renhet på 99,9999 % (sex nior). För att erhålla så hög renhet krävs vanligtvis avancerad reningsteknik som kemisk ångavsättning (CVD). Valet av kiselråmaterial med hög renhet är grunden för att säkerställa prestanda hos efterföljande polykristallina kiselceller, eftersom föroreningar kommer att påverka cellens fotoelektriska omvandlingseffektivitet och livslängd.
2. Smältprocess
Efter att ha erhållit kiselråvaror med hög renhet är nästa steg smältning. Smältning utförs vanligtvis i en högtemperaturugn med en temperatur på upp till 1400°C. Denna process kräver hög energiförbrukning, så att välja en effektiv elektrisk ugn är nyckeln. Under smältningsprocessen bryts kristallstrukturen av kisel och det blir flytande kisel. Smältprocessen måste säkerställa enhetlig temperatur för att förhindra bubblor eller andra defekter.
3. Kylning och stelning
Det smälta flytande kislet måste gradvis kylas så att det kan omkristallisera och bilda polykristallint kisel. Hastigheten och temperaturen för kylningen är kritiska eftersom de påverkar kristallstrukturen och kvaliteten på det slutliga kiselgötet. Under kylningsprocessen kommer det flytande kislet att börja stelna för att bilda ett preliminärt polykristallint kiselgöt. Detta steg utförs vanligtvis i en speciell kylanordning för att säkerställa jämn kylning.
4. Kristallbildning
Under kylningsprocessen kommer kiselatomer att omarrangeras för att bilda flera kristaller istället för en enda kristallstruktur. Bildningsprocessen av polykristallina kiselgöt involverar kristallsådd och tillväxt. Under kylningsprocessen kommer små kristallpartiklar först att bildas i vissa områden, och dessa partiklar kommer att fortsätta växa när temperaturen sjunker, och så småningom bilda ett komplett polykristallint kiselgöt. Rimlig kylhastighet och tid kan optimera storleken och fördelningen av kristaller och därigenom förbättra prestandan hos polykristallint kisel.
5. Skärning och bearbetning av kiselgöt
Efter att det polykristallina kiselgötet svalnat till rumstemperatur måste det skäras i tunna skivor för användning vid tillverkning av solceller. Denna process använder vanligtvis en trådskärmaskin med hög precision för att säkerställa att tjockleken på den skurna kiselskivan är mellan 180-200 mikron. Noggrann drift krävs under skärningsprocessen för att undvika materialspill och skador på plåten.
6. Kvalitetsinspektion
I tillverkningsprocessen av kiselgöt är kvalitetskontroll avgörande. Varje produktionslänk kommer att testas strikt för att säkerställa att kiselgötens renhet, kristallstruktur och fysikaliska egenskaper uppfyller standarderna. Vanligtvis används spektralanalys, mikroskopisk observation och andra metoder för att genomföra en omfattande inspektion av kiselgötet för att säkerställa att den kan visa god prestanda vid efterföljande batteritillverkning.
