단결정의 제조 공정 태양 전지판 각 패널의 일관된 품질과 높은 효율성을 보장하기 위해 일련의 복잡하고 정교한 기술과 프로세스 제어가 필요합니다. 다음은 자세한 답변과 소개입니다.
단결정 실리콘 패널 제조공정의 핵심기술 및 공정관리
고순도 실리콘 소재의 제조
단결정 실리콘 태양전지판 제조의 첫 번째 단계는 고순도 실리콘 소재를 준비하는 것입니다. 실리콘의 순도는 패널의 효율성과 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 실리콘 재료는 일반적으로 다음을 포함하는 야금 등급 실리콘의 정제 공정을 통해 준비됩니다.
삼염화실란법(Siemens법): 금속등급 실리콘을 염소와 반응시켜 삼염화실란(HCl)을 생성한 후 증류, 환원하여 최종적으로 고순도 다결정 실리콘을 생성합니다.
구역 용융법: 실리콘의 순도를 더욱 향상시키기 위해 구역 용융법을 사용하여 실리콘 잉곳을 고온에서 부분적으로 녹이고 구역 가열을 통해 불순물을 점차 제거합니다.
단결정 실리콘 잉곳의 성장
고순도 실리콘 소재를 준비한 후에는 단결정 실리콘 잉곳으로 변환해야 합니다. 주요 방법은 다음과 같습니다.
초크랄스키(CZ)법: 다결정 실리콘을 석영 도가니에 넣고 가열하여 용융시킨 후, 단결정 종자를 용융 실리콘에 담그고 종자 결정을 천천히 회전시키며 끌어올려 점차적으로 단결정 실리콘을 성장시키는 방법 주괴.
FZ(Floating Zone) 방식: 전자기 유도 가열을 사용하여 도가니 없이 단결정 실리콘을 성장시킵니다. 고순도 단결정 실리콘은 고주파 유도 코일의 작용에 따라 단면의 다결정 실리콘 막대를 녹이고 결정화하여 얻습니다.
실리콘 잉곳 절단 및 실리콘 웨이퍼 생산
단결정 실리콘 잉곳의 성장이 완료된 후에는 태양전지를 만들기 위해 얇은 조각으로 절단해야 합니다. 주요 단계는 다음과 같습니다.
실리콘 잉곳 절단: 다이아몬드 와이어 톱 절단 기술을 사용하여 단결정 실리콘 잉곳을 얇은 조각으로 절단합니다. 다이아몬드 와이어쏘 절단은 고정밀, 저손실 절단 효과를 제공할 수 있습니다.
실리콘 웨이퍼의 연마 및 청소: 절단된 실리콘 웨이퍼는 표면의 절단 흔적과 불순물을 제거하고 실리콘 웨이퍼 표면의 매끄러움과 평탄성을 보장하기 위해 연마 및 청소가 필요합니다.
실리콘 웨이퍼의 텍스처링 및 도핑
광전 변환의 효율성을 향상하려면 실리콘 웨이퍼를 질감화하고 도핑해야 합니다.
텍스처링(Texturing) : 화학적 에칭을 통해 실리콘 웨이퍼 표면에 작은 피라미드 구조를 형성해 표면적과 광흡수 효율을 높인다.
도핑(Doping) : 실리콘 웨이퍼에 인(n형)이나 붕소(p형) 등의 원소를 확산이나 이온주입 등으로 도핑해 태양전지의 기초가 되는 PN접합을 형성한다.
표면 패시베이션 및 반사 방지 코팅
광생성 캐리어의 재결합을 줄이고 광전 변환 효율을 향상시키기 위해 실리콘 웨이퍼 표면을 부동태화하고 반사 방지 코팅을 추가해야 합니다.
표면 패시베이션: 산화규소 또는 질화규소 층은 표면 결함과 재결합을 줄이기 위해 화학 기상 증착(CVD) 또는 원자층 증착(ALD)을 통해 실리콘 웨이퍼 표면에 증착됩니다.
반사 방지 코팅: 실리콘 질화물(SiNx)과 같은 반사 방지 코팅 층을 실리콘 웨이퍼 표면에 증착하여 빛 반사를 줄이고 빛 흡수 효율을 높입니다.
전극 생산 및 셀 조립
광생성 전류를 수집하고 전송하려면 실리콘 웨이퍼 표면에 전극을 만들어야 합니다.
전면전극 : 스크린 프린팅 기술로 실리콘 웨이퍼 전면에 은 페이스트를 인쇄하고, 소결 공정을 통해 우수한 오믹 접촉 전극을 형성합니다.
후면 전극: 실리콘 웨이퍼 후면에 진공 증착 또는 스크린 인쇄를 통해 알루미늄 전극 또는 은 전극을 만들어 효과적인 전류 수집을 보장합니다.
세포 테스트 및 분류
제조된 셀은 성능과 일관성을 보장하기 위해 엄격한 테스트와 분류를 거쳐야 합니다.
광전 테스트: 개방 회로 전압(Voc), 단락 전류(Isc), 충전율(FF) 및 각 셀의 변환 효율과 같은 테스트 매개변수입니다.
정렬: 테스트 결과에 따라 셀을 서로 다른 효율성 수준으로 나누어 조립 중에 일치시켜 구성 요소의 전반적인 성능을 향상시킬 수 있습니다.
부품 조립 및 포장
테스트 및 분류 후 셀을 태양전지 모듈로 조립해야 합니다.
직렬 및 병렬 연결: 셀은 배터리 스트링을 형성하기 위한 설계 요구 사항에 따라 직렬 및 병렬로 연결됩니다.
포장: EVA(에틸렌-비닐 아세테이트) 필름을 사용하여 빛 투과율이 높은 유리와 뒷면 시트 사이에 셀 스트링을 샌드위치하고 라미네이터를 사용하여 핫 프레싱 포장을 수행하여 방수 및 방진 셀 어셈블리를 형성합니다.
품질관리 및 공장검사
마지막으로, 제조된 태양전지 모듈은 엄격한 품질관리와 공장검사를 거쳐야 합니다.
기계적 강도 테스트: 모듈의 바람 저항, 압력 저항 및 충격 저항을 테스트하여 다양한 환경 조건에서 내구성을 보장합니다.
전기적 성능 테스트: 태양광을 시뮬레이션하여 모듈의 전력 출력과 효율성을 테스트하여 설계 사양 및 표준을 충족하는지 확인합니다.
요약하면, 단결정 실리콘 태양전지 패널의 제조 공정에는 고순도 실리콘 재료의 준비부터 단결정 실리콘 잉곳의 성장, 실리콘 웨이퍼의 절단, 텍스처링 및 도핑, 전극 생산, 셀 조립 및 최종 품질 관리. 각 단계에는 최종 제품의 높은 효율성과 일관성을 보장하기 위해 엄격한 제어와 정밀한 작업이 필요합니다. 이러한 기술과 공정 제어를 통해 단결정 실리콘 태양광 패널은 시장에서 경쟁력을 유지하고 사용자에게 효율적이고 안정적인 태양 에너지 솔루션을 제공할 수 있습니다.
