管式PECVD工艺对“SE+PERC”晶体硅太阳电池镀膜均匀性的影响及改善研究

针对在“SE+PERC”晶体硅太阳电池制备过程中,采用管式等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺沉积正面钝化介质膜后,硅片正面会出现角部发红色差,即镀膜均匀性异常的问题,通过实验,对硅片厚度、工器具状态、背面膜层结构、正面钝化介质膜沉积工艺等影响因素对硅片正面角部发红色差的影响分别进行分析和讨论,并提出解决方案。研究结果表明:硅片正面角部发红色差的产生与硅片自身厚度、工器具状态、背面膜层结构、正面钝化介质膜沉积工艺均存在一定关系。通过采用最具优势的管式PECVD工艺条件,即优化自动化装片技术、控制石墨舟形变量、采用合适的背面膜层结构,以及正面钝化介质膜沉积工艺采用高射频功率叠加高腔体压力,可将正面角部发红色差硅片的占比降低至0%,从而可有效提升“SE+PERC”晶体硅太阳电池的成品率,提升生产线的经济效益。

太阳能光伏电池制造领域机械自动化技术探究

太阳能光伏电池制造领域机械自动化技术是一种关键的技术手段,能够大幅度提高制造效率、缩短制造时间、降低成本以及提高制造过程的稳定性和可靠性。太阳能光伏电池制造为太阳能开发的重要形式,将现代化的机械自动化技术应用于该行业可以切实提高生产效率和产品质量,自动化的生产线也是太阳能光伏电池发展的重要趋势。基于此,本文从太阳能光伏电池制造领域机械自动化技术概述出发,分析太阳能光伏电池制造领域提高机械自动化的策略,并对其未来发展进行展望,以期为我国太阳能光伏电池的发展提供参考。

太阳能电池印刷安全风险点管控与应急处理

在太阳能电池生产过程中,丝网印刷是电池片制程中的最后一道主要工序。印刷、烧结环节是将银、铝浆通过带有图案模版的丝网印刷在硅片表面,通过烧结炉高温烧结将浆料中有机溶剂及有机黏合剂充分挥发,而印刷环节使用到的银、铝浆和添加剂在高温下会挥发形成有机油烟,油烟在排风管道中流动遇冷形成液体油污,易回流至设备端,此类油污容易引发火灾事故。因此,通过对印刷设备结构进行剖析,从高温设备硬件安全结构的设计、管道排废设施优化对印刷设备安全性能的影响进行论述,全方位梳理应急流程,制定安全预案,达到预防火灾事故发生的目的。

太阳能光伏产业智能化开发及应用研究

由于全球能源的不足和污染问题已经成为当今越来越严重的问题,改善能源结构,并寻求最重要的绿色能源引起全球各方的关注。其中太阳能光伏企业智能化技术的广泛使用,可以极大程度减少各种资源危险、减少污染、减少温室效果。太阳能作为一种清洁能源,它具有的储备量充足、转换率高、零污染、无需运输等优点受到人们的青睐。目前,因为太阳能光伏产业智能化技术具有的建设周期短、无资源消耗、无污染、获取方便等优势,促使其在应用上得到快速的发展。因此,本文根据太阳能光伏产业智能化开发及应用研究予以分析。

拉晶工艺参数对N型单晶硅氧含量的影响研究

TOPCon电池基板是以N型硅片为主,N型硅片的氧含量在一定程度上影响着TOPCon电池的转换效率。本文采用直拉法进行单晶硅的拉制,通过调整埚转、氩气流量和炉压来研究拉晶工艺参数对N型单晶硅氧含量的影响。数值模拟分析和实验结果表明:坩埚转速的增加会抑制浮力-热毛细漩涡,减少熔体界面处SiO的挥发,提高硅熔体内部和单晶硅棒氧含量;增大氩气流量和降低炉压可增大熔体界面处SiO的质量流量,有效促进SiO挥发,减少固液界面处氧含量,从而降低单晶硅棒氧含量。根据单晶硅氧含量测试和EL检测结果可知,坩埚转速5 r/min、氩气流量100 L/min和炉压1 200 Pa时拉制的N型单晶硅氧含量最低,电池端同心圆比例也是最低的。本文研究结果可为N型单晶硅棒降氧提供一定思路。

硅片切割线痕对太阳电池电性能影响的研究

金刚线切割是目前光伏行业主要的单晶硅片切割方式,但硅片被切割后其表面会留有线痕。首先对切割线痕在硅片表面的分布状态及线痕形貌在硅片碱制绒前后的变化进行了量化分析,然后针对硅片表面不同线痕深度对太阳电池电性能及良率的影响进行了研究,最后在硅片线痕深度小于等于15μm的基础上,分析了硅片线痕对细栅的影响机理。得到以下结论:1)金刚线切割的硅片存在多种状态的线痕,碱制绒只是在微观层面形成了金字塔结构,但并不能改变线痕宏观层面的轮廓曲线。2)切割线痕会造成硅片表面形成V形沟壑,且当细栅与沟壑垂直时,会对丝网印刷时栅线的连续性造成一定影响。3)对于线痕深度为10~15μm的硅片,采用细栅垂直于线痕的丝网印刷方式时,太阳电池出现了严重的EL断栅及发黑现象,并且影响到其电性能;而采用细栅平行于线痕的丝网印刷方式时,降低了EL断栅概率,并且太阳电池电性能基本不受影响,但存在一定概率的局部印刷粗细不均的情况。该研究对提升太阳电池光电转换效率和良率有积极的参考价值。

p型“SE+PERC”双面太阳电池背面工艺对光伏组件PID效应的影响研究

基于p型“SE+PERC”双面太阳电池的背面工艺,针对背表面抛光状态、背面氧化铝薄膜厚度、背面膜层结构、背面氮化硅薄膜折射率几个因素对光伏组件电势诱导衰减(PID)效应的影响进行了研究。研究结果表明:1)背表面抛光状态越光滑,对应制备的光伏组件在PID测试后的输出功率损失率越小;2)背面氧化铝薄膜厚度为10 nm及以上时对应制备的光伏组件在PID测试后的输出功率损失率差异不大;3)背面膜层结构对PID效应存在影响,合理设计背面膜层结构可以有效抑制光伏组件PID效应;4)背面氮化硅薄膜折射率大于等于2.10时,对应制备的光伏组件在PID测试后的输出功率损失率降至2.00%以内且可以稳定保持在较低水平。研究结果可为p型“SE+PERC”双面太阳电池背面工艺优化提供指导方向。

晶体硅太阳能电池片印刷工序对正电极拉力值的影响因素研究

在晶体硅太阳能电池片生产中,正面电极主栅拉力值是电池片可靠性的重要指标之。文章结合理论实践从烧结工艺和电池片正面电极主栅高度两方面进行验证、分析,得出烧结炉烘干温度、主栅印刷高度对电池片主栅焊接拉拔力影响大。从成本降低和产品可靠性综合考虑得到提高主栅焊接拉拔力的方法。

晶枫准单晶太阳电池的开发

采用准单晶硅片制成的"晶枫"电池具有高转换效率及低成本的优势,进一步提高准单晶硅片的质量及降低成本对提高"晶枫"电池的竞争力至关重要,控制准单晶过程中良好的籽晶熔化界面及长晶界面形状是有效手段。本文研究了准单晶铸锭过程中的籽晶熔化界面及长晶界面情况,结合实验和计算机模拟结果综合分析了熔化和长晶界面对硅锭中的大晶粒比例和长晶质量的影响,同时系统研究了准单晶硅锭中各区域的缺陷水平及其对电池性能的影响,制成的电池平均转换效率超过18.2%,最高达19%以上。

QE测量在晶体硅太阳电池研究中的应用

介绍了量子效率测量的原理以及此项技术在太阳电池研究中的应用。通过对晶硅太阳电池量子效率的测量,分析了不同设备和工艺参数对太阳电池量子效率的影响,为优化生产工艺,提高电池性能提供有力的依据。

石墨舟卡点处硅片及单晶硅太阳电池品质异常的研究

在太阳电池制备过程中,采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)工艺对硅片背面镀膜是其重要工序之一,但石墨舟卡点处的硅片在镀膜后常出现瑕疵,且制备的太阳电池进行电致发光(EL)测试时石墨舟卡点处存在EL发黑的情况,严重影响太阳电池的品质。基于此,以利用二合一管式PECVD设备进行硅片背面镀膜时出现的石墨舟卡点处硅片瑕疵及单晶硅太阳电池EL发黑的异常现象为研究对象,分析了此种PECVD设备镀膜时,射频电流、石墨舟卡点形状及石墨舟清洗液配方对石墨舟卡点处硅片和单晶硅太阳电池品质异常的影响,并提出了解决方案。结果表明:利用二合一管式PECVD设备进行硅片背面镀膜时,采用低射频电流、石墨舟采用与硅片接触面积大的卡点形状、石墨舟清洗液配方选择单纯的氢氟酸溶液,能有效解决石墨舟卡点处硅片和单晶硅太阳电池品质异常的情况,显著提升硅片使用该PECVD设备镀膜时的品质及太阳电池良品率。

“SE+PERC”单晶硅太阳电池激光掺杂区域的漏电现象研究

在选择性发射极(SE)技术与钝化发射极背接触(PERC)技术相结合(即“SE+PERC”)的单晶硅太阳电池技术路线中,通常采用激光技术进行局部重掺杂,即利用激光的高温特性将硅片表面磷硅玻璃(PSG)层内的磷原子推入硅片内部,形成高低结,从而提高太阳电池的光电转换效率。但是经过激光扫描后的掺杂区域表面的PSG层会被激光损伤,损伤区域在进行碱抛光时常因掩膜的保护性差而被碱溶液腐蚀,导致p-n结被破坏,造成局部严重漏电,从而影响太阳电池的整体电性能。针对“SE+PERC”单晶硅太阳电池制备过程中激光掺杂区域出现的漏电现象,分析了漏电原因,并给出了采用SE激光掺杂工艺及碱抛光工艺时的优化建议。

微孔缺陷对晶硅太阳电池性能的影响研究

铸锭晶硅材料的微孔缺陷,是影响太阳电池光电转换性能的重要因素。本文对晶硅材料的微孔缺陷在电池工艺中的形态变化进行了研究,试验结果证实,该微孔缺陷是导致电池并联电阻降低的主要原因。本文利用透光测试技术分析了晶片中的微孔缺陷,结合激光扫描共聚焦显微(LSCM)技术对漏电区域的形貌进行分析研究,实验结果表明,微孔缺陷与电极重合将导致表面金属浆料的塌陷,是形成电池漏电的主要原因。

不同单晶硅太阳电池机械性能分析

随着太阳电池技术的发展,新电池技术不断出现,太阳电池的主栅数量也在增加。本文采用四点弯曲方式测试不同主栅数量电池、单晶硅钝化发射极背面接触(PERC)电池的机械性能,初步探讨主栅数量及不同生产工艺对电池抗弯强度的影响。研究表明:随着太阳电池主栅数量增加,电池抗弯强度没有明显变化,PERC电池的抗弯强度略低于常规电池,PERC电池不同激光刻槽设计对电池抗弯强度存在影响。

太阳能电池组件层压封装工艺的分析与研究

21世纪能源危机日益严重,寻找新的可持续能源时不我待,而太阳能作为清洁可持续能源尤为受到关注。从太阳能电池的生产到最后组装完成建立电站,每一个环节都很重要,要保证电池安全、稳定、长期的工作就需要严格的封装工艺,而组件的层压就是封装工艺中的关键一环。文章从太阳能电池组件层压机(下述简称层压机)的基本构造与工作原理着手,介绍了与层压效果息息相关的EVA交联度有关的工艺试验,同时结合层压机实际生产中出现的问题与产品异常类型,如气泡、背板褶皱、背板脱层等异常展开论述,论述的内容主要借鉴实际工作中的真实案例,通过对异常的分析与处理,及再次验证,得出结论。

直拉单晶硅太阳电池光致衰减特性研究及模型建立

通过测定沿晶体轴向不同位置的氧浓度变化趋势,系统研究整根晶体轴向氧杂质和硼掺杂浓度对电池光致衰减幅度的影响,提出轴向氧曲线的概念,并通过数据回归分析建立电池光致衰减的数学模型,有助于定量判断特定掺杂浓度的硅片所制作的太阳电池光致衰减的水平,具有很好的实际应用价值。

金刚线切割多晶硅片预处理对太阳电池电性能的影响研究

目前,在太阳电池生产过程中多采用酸性混合溶液HF-HNO_(3)-H_(2)O对硅片表面进行织构化处理,即进行制绒处理,以降低硅片表面的反射率,进而提高太阳电池的光电转换效率。对基于金刚线切割的多晶硅片进行预处理,并研究预处理对太阳电池电性能的影响。首先在硅片制绒前先对其表面进行喷砂处理(即预处理),使其表面形貌的微观结构发生变化,进而在制绒处理时得到更优的绒面结构,同时调节与太阳电池制备过程匹配的工艺参数。实验结果证实,在制绒前对金刚线切割多晶硅片进行预处理可以使太阳电池的光电转换效率得到一定提升。

PERC单晶硅太阳电池EL图像边缘发黑原因的研究

本文以PERC单晶硅太阳电池电致发光(EL)图像边缘发黑现象为研究对象,推测造成其EL图像边缘发黑的原因,并通过相关测试进行了原因验证。验证结果表明:制绒机烘干槽被NaOH污染是导致PERC单晶硅太阳电池EL图像出现边缘发黑的原因,通过调节机械手的参数、减少烘干槽中碱性液体的带入、优化制绒机内部的排风、减少制绒槽中NaOH蒸汽到烘干槽过程中的挥发、对烘干槽进行定期维护与清理等措施,可以杜绝此类EL图像边缘发黑的PERC单晶硅太阳电池的产生,从而可提高该太阳电池生产线的良品率。

硅片厚度对SE-PERC单晶硅太阳电池制备过程的影响分析

基于目前主流的选择性发射极-钝化发射极及背接触(SE-PERC)单晶硅太阳电池生产工艺,针对不同硅片厚度在太阳电池制备过程中的表现进行分析、验证及优化。研究结果表明,硅片厚度减薄对湿法刻蚀工艺后硅片的减重、硅片背面抛光效果均有显著的不良影响,而且采用管式PECVD工艺沉积的SiNx薄膜的厚度也出现变薄的现象。若太阳电池制备过程中采用薄硅片,则需对湿法刻蚀工艺和管式PECVD工艺进行预先调节,对自动化设备预先做出相应调整,从而可保证产线的顺利运作。

一种高抗机械荷载PERC单晶硅太阳电池的设计

通过将采用不同电池工艺的PERC单晶硅太阳电池分别进行四点弯曲法测试,选出最优电池工艺,并将采用最优工艺的电池制作成组件,与常规PERC单晶硅光伏组件进行测试对比。结果表明,改良后的PERC单晶硅光伏组件比常规PERC单晶硅光伏组件的抗机械荷载能力强。