მზის უჯრედები

მზის უჯრედები იყოფა კრისტალურ სილიკონად და ამორფულ სილიკონად, რომელთა შორის კრისტალური სილიციუმის უჯრედები შეიძლება დაიყოს მონოკრისტალურ და პოლიკრისტალურ უჯრედებად;მონოკრისტალური სილიციუმის ეფექტურობა განსხვავდება კრისტალური სილიციუმის ეფექტურობისგან.

კლასიფიკაცია:

ჩინეთში ხშირად გამოყენებული მზის კრისტალური სილიკონის უჯრედები შეიძლება დაიყოს:

ერთკრისტალი 125*125

ერთკრისტალი 156*156

პოლიკრისტალური 156*156

ერთკრისტალი 150*150

ერთკრისტალი 103*103

პოლიკრისტალური 125*125

Საწარმოო პროცესი:

მზის უჯრედების წარმოების პროცესი დაყოფილია სილიკონის ვაფლის ინსპექტირებად - ზედაპირის ტექსტურირება და პიკელაცია - დიფუზიური შეერთება - დეფოსფორიზაცია სილიკონის მინა - პლაზმური აკრავი და მწნილობა - არეკვლის საწინააღმდეგო საფარი - ტრაფარეტული ბეჭდვა - სწრაფი აგლომერაცია და ა.შ. დეტალები შემდეგია:

1. სილიკონის ვაფლის შემოწმება

სილიკონის ვაფლები მზის უჯრედების მატარებელია, ხოლო სილიკონის ვაფლის ხარისხი პირდაპირ განსაზღვრავს მზის უჯრედების კონვერტაციის ეფექტურობას.ამიტომ აუცილებელია შემომავალი სილიკონის ვაფლის შემოწმება.ეს პროცესი ძირითადად გამოიყენება სილიკონის ვაფლის ზოგიერთი ტექნიკური პარამეტრის ონლაინ გაზომვისთვის, ეს პარამეტრები ძირითადად მოიცავს ვაფლის ზედაპირის უთანასწორობას, უმცირესობის მატარებლის სიცოცხლეს, წინაღობას, P/N ტიპის და მიკრობზარებს და ა.შ. აღჭურვილობის ეს ჯგუფი იყოფა ავტომატურ ჩატვირთვა-გადმოტვირთვაზე , სილიკონის ვაფლის გადაცემა, სისტემური ინტეგრაციის ნაწილი და ოთხი გამოვლენის მოდული.მათ შორის, ფოტოელექტრული სილიკონის ვაფლის დეტექტორი ამოიცნობს სილიკონის ვაფლის ზედაპირის უთანასწორობას და ერთდროულად ამოიცნობს გარეგნულ პარამეტრებს, როგორიცაა სილიკონის ვაფლის ზომა და დიაგონალი;მიკრობზარების გამოვლენის მოდული გამოიყენება სილიკონის ვაფლის შიდა მიკრობზარების გამოსავლენად;გარდა ამისა, არსებობს ორი Detection მოდული, ერთ-ერთი ონლაინ ტესტის მოდული ძირითადად გამოიყენება სილიკონის ვაფლის ნაყარი წინააღმდეგობის შესამოწმებლად და სილიკონის ვაფლის ტიპების შესამოწმებლად, ხოლო მეორე მოდული გამოიყენება სილიკონის ვაფლის უმცირესობის გადამზიდველის სიცოცხლის დასადგენად.უმცირესობის მატარებლის სიცოცხლისა და რეზისტენტობის გამოვლენამდე აუცილებელია სილიკონის ვაფლის დიაგონალური და მიკრობზარების აღმოჩენა და დაზიანებული სილიკონის ვაფლის ავტომატურად ამოღება.სილიკონის ვაფლის ინსპექტირების მოწყობილობას შეუძლია ავტომატურად ჩატვირთოს და გადმოტვირთოს ვაფლები და შეუძლია განათავსოს არაკვალიფიციური პროდუქტები ფიქსირებულ მდგომარეობაში, რითაც გააუმჯობესებს შემოწმების სიზუსტეს და ეფექტურობას.

2. ზედაპირის ტექსტურირებული

მონოკრისტალური სილიციუმის ტექსტურის მომზადება გულისხმობს სილიციუმის ანიზოტროპული გრავიურის გამოყენებას მილიონობით ტეტრაედრული პირამიდის, ანუ პირამიდის სტრუქტურების შესაქმნელად, სილიციუმის ყოველი კვადრატული სანტიმეტრის ზედაპირზე.ზედაპირზე შემხვედრი სინათლის მრავალჯერადი არეკვლისა და გარდატეხის გამო, იზრდება სინათლის შთანთქმა და გაუმჯობესებულია ბატარეის მოკლე ჩართვის დენი და კონვერტაციის ეფექტურობა.სილიციუმის ანიზოტროპული აკრავის ხსნარი ჩვეულებრივ არის ცხელი ტუტე ხსნარი.ხელმისაწვდომი ტუტეებია ნატრიუმის ჰიდროქსიდი, კალიუმის ჰიდროქსიდი, ლითიუმის ჰიდროქსიდი და ეთილენდიამინი.ზამშის სილიკონის უმეტესი ნაწილი მზადდება ნატრიუმის ჰიდროქსიდის იაფფასიანი განზავებული ხსნარის გამოყენებით, რომლის კონცენტრაცია დაახლოებით 1%-ია, ხოლო გრავირების ტემპერატურაა 70-85 °C.ერთგვაროვანი ზამშის მისაღებად, ხსნარს ასევე უნდა დაემატოს ალკოჰოლები, როგორიცაა ეთანოლი და იზოპროპანოლი, როგორც კომპლექსური აგენტები სილიციუმის კოროზიის დასაჩქარებლად.ზამშის მომზადებამდე, სილიკონის ვაფლი უნდა დაექვემდებაროს წინასწარი ზედაპირის ოხრავს და დაახლოებით 20-25 მკმ ამოიჭრება ტუტე ან მჟავე ამონაჭრის ხსნარით.ზამშის ამოკვეთის შემდეგ ტარდება ზოგადი ქიმიური წმენდა.ზედაპირზე მომზადებული სილიკონის ვაფლი არ უნდა ინახებოდეს წყალში დიდი ხნის განმავლობაში დაბინძურების თავიდან ასაცილებლად და რაც შეიძლება მალე უნდა გაიფანტოს.

3. დიფუზიური კვანძი

მზის უჯრედებს სჭირდებათ დიდი ფართობის PN შეერთება, რათა განახორციელონ სინათლის ენერგიის ელექტროენერგიად გადაქცევა, ხოლო დიფუზიური ღუმელი არის სპეციალური მოწყობილობა მზის უჯრედების PN შეერთების წარმოებისთვის.მილაკოვანი დიფუზიური ღუმელი ძირითადად შედგება ოთხი ნაწილისგან: კვარცის ნავის ზედა და ქვედა ნაწილები, გამონაბოლქვი აირის კამერა, ღუმელის სხეულის ნაწილი და გაზის კაბინეტის ნაწილი.დიფუზია ზოგადად იყენებს ფოსფორის ოქსიქლორიდის თხევად წყაროს, როგორც დიფუზიის წყაროს.ჩადეთ P ტიპის სილიკონის ვაფლი მილაკოვანი დიფუზიური ღუმელის კვარცის კონტეინერში და გამოიყენეთ აზოტი ფოსფორის ოქსიქლორიდის შესატანად კვარცის კონტეინერში მაღალ ტემპერატურაზე 850-900 გრადუს ცელსიუსზე.ფოსფორის ოქსიქლორიდი რეაგირებს სილიკონის ვაფლთან ფოსფორის მისაღებად.ატომი.გარკვეული პერიოდის შემდეგ, ფოსფორის ატომები შედიან სილიციუმის ვაფლის ზედაპირულ ფენაში ირგვლივ, სილიციუმის ატომებს შორის არსებული უფსკრულით შეაღწევენ და დიფუზირდებიან სილიციუმის ვაფლში, ქმნიან ინტერფეისს N- ტიპის ნახევარგამტარსა და P-ს შორის. ტიპის ნახევარგამტარი, ანუ PN შეერთება.ამ მეთოდით წარმოქმნილ PN შეერთებას აქვს კარგი ერთგვაროვნება, ფურცლის წინააღმდეგობის არაერთგვაროვნება 10%-ზე ნაკლებია, ხოლო უმცირესობის გადამზიდველის სიცოცხლე შეიძლება იყოს 10 ms-ზე მეტი.PN შეერთების დამზადება არის ყველაზე ძირითადი და კრიტიკული პროცესი მზის უჯრედების წარმოებაში.იმის გამო, რომ ეს არის PN შეერთების ფორმირება, ელექტრონები და ხვრელები გადინების შემდეგ არ უბრუნდებიან თავდაპირველ ადგილებს, რის გამოც წარმოიქმნება დენი და დენი გამოიყოფა მავთულით, რომელიც არის პირდაპირი დენი.

4. დეფოსფორილირების სილიკატური მინა

ეს პროცესი გამოიყენება მზის უჯრედების წარმოების პროცესში.ქიმიური ჭურვის საშუალებით, სილიციუმის ვაფლი ჩაეფლო ჰიდროფთორმჟავას ხსნარში, რათა წარმოიქმნას ქიმიური რეაქცია, რათა წარმოქმნას ხსნადი რთული ნაერთი ჰექსაფტოროსილიციუმის მჟავა დიფუზიური სისტემის მოსაშორებლად.შეერთების შემდეგ სილიკონის ვაფლის ზედაპირზე წარმოიქმნება ფოსფოსილიკატური მინის ფენა.დიფუზიის პროცესის დროს, POCL3 რეაგირებს O2-თან და წარმოქმნის P2O5-ს, რომელიც დეპონირდება სილიკონის ვაფლის ზედაპირზე.P2O5 რეაგირებს Si-სთან SiO2-ისა და ფოსფორის ატომების წარმოქმნით. ამგვარად, სილიციუმის ვაფლის ზედაპირზე წარმოიქმნება SiO2-ის ფენა, რომელიც შეიცავს ფოსფორის ელემენტებს, რომელსაც ფოსფოსილიკატური მინა ეწოდება.ფოსფორის სილიკატური მინის ამოღების მოწყობილობა ძირითადად შედგება ძირითადი კორპუსის, საწმენდი ავზის, სერვო წამყვანი სისტემის, მექანიკური მკლავის, ელექტრული კონტროლის სისტემისა და მჟავების ავტომატური განაწილების სისტემისგან.ენერგიის ძირითადი წყაროებია ჰიდროფლუორმჟავა, აზოტი, შეკუმშული ჰაერი, სუფთა წყალი, სითბოს გამონაბოლქვი ქარი და ნარჩენი წყალი.ჰიდროფთორმჟავა ხსნის სილიციუმს, რადგან ჰიდროფთორმჟავა რეაგირებს სილიციუმთან და წარმოქმნის აქროლად სილიციუმის ტეტრაფტორიდს.თუ ჰიდროფთორმჟავა გადაჭარბებულია, რეაქციის შედეგად წარმოქმნილი სილიციუმის ტეტრაფტორიდი შემდგომში რეაგირებს ჰიდროფლუორმჟავასთან და წარმოქმნის ხსნად კომპლექსს, ჰექსაფტორცილის მჟავას.

5. პლაზმური ჭურვი

მას შემდეგ, რაც დიფუზიის პროცესის დროს, მაშინაც კი, თუ განხორციელდება ზურგის უკან დიფუზია, ფოსფორი აუცილებლად გავრცელდება ყველა ზედაპირზე, სილიკონის ვაფლის კიდეების ჩათვლით.PN შეერთების წინა მხარეს შეგროვებული ფოტოგენერირებული ელექტრონები მიედინება კიდეების არეში, სადაც ფოსფორი დიფუზირდება PN შეერთების უკანა მხარეს, რაც გამოიწვევს მოკლე ჩართვას.ამიტომ, მზის ბატარეის ირგვლივ დოპირებული სილიციუმი უნდა იყოს ამოტვიფრული, რათა ამოიღონ PN შეერთება უჯრედის კიდეზე.ეს პროცესი ჩვეულებრივ კეთდება პლაზმური ოქროვის ტექნიკის გამოყენებით.პლაზმური გრავირება დაბალი წნევის მდგომარეობაშია, რეაქტიული აირის CF4-ის ძირითადი მოლეკულები აღგზნებულია რადიოსიხშირული სიმძლავრით იონიზაციის წარმოქმნით და პლაზმის წარმოქმნით.პლაზმა შედგება დამუხტული ელექტრონებისა და იონებისგან.ელექტრონების ზემოქმედებით, რეაქციის პალატაში არსებულ გაზს შეუძლია შთანთქას ენერგია და შექმნას აქტიური ჯგუფების დიდი რაოდენობა, გარდა იმისა, რომ გარდაიქმნება იონებად.აქტიური რეაქტიული ჯგუფები აღწევს SiO2-ის ზედაპირს დიფუზიის ან ელექტრული ველის მოქმედების შედეგად, სადაც ისინი ქიმიურად რეაგირებენ დასამუშავებელი მასალის ზედაპირთან და ქმნიან აქროლად რეაქციის პროდუქტებს, რომლებიც გამოყოფილია მასალის ზედაპირისგან. ამოტვიფრულია და ღრუდან ამოტუმბულია ვაკუუმის სისტემით.

6. არეკვლის საწინააღმდეგო საფარი

გაპრიალებული სილიკონის ზედაპირის არეკვლა არის 35%.ზედაპირის ასახვის შესამცირებლად და უჯრედის კონვერტაციის ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად, აუცილებელია სილიციუმის ნიტრიდის ანტირეფლექსური ფილმის ფენის დეპონირება.სამრეწველო წარმოებაში, PECVD მოწყობილობა ხშირად გამოიყენება ანტირეფლექსური ფილმების მოსამზადებლად.PECVD არის პლაზმური გაძლიერებული ქიმიური ორთქლის დეპონირება.მისი ტექნიკური პრინციპია ენერგიის წყაროდ დაბალი ტემპერატურის პლაზმის გამოყენება, ნიმუში მოთავსებულია მბზინავი გამონადენის კათოდზე დაბალი წნევის ქვეშ, მბზინავი გამონადენი გამოიყენება ნიმუშის წინასწარ განსაზღვრულ ტემპერატურამდე გასათბობად, შემდეგ კი შესაბამისი რაოდენობა. შემოდის რეაქტიული აირები SiH4 და NH3.ქიმიური რეაქციების და პლაზმური რეაქციების სერიის შემდეგ, ნიმუშის ზედაპირზე წარმოიქმნება მყარი მდგომარეობის ფილმი, ანუ სილიციუმის ნიტრიდის ფილმი.ზოგადად, პლაზმური გაძლიერებული ქიმიური ორთქლის დეპონირების მეთოდით დეპონირებული ფირის სისქე დაახლოებით 70 ნმ-ია.ამ სისქის ფილმებს აქვთ ოპტიკური ფუნქცია.თხელი ფირის ჩარევის პრინციპის გამოყენებით, სინათლის ასახვა შეიძლება მნიშვნელოვნად შემცირდეს, მოკლედ შერთვის დენი და ბატარეის გამომავალი მნიშვნელოვნად იზრდება, ასევე მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებულია ეფექტურობა.

7. ტრაფარეტული ბეჭდვა

მას შემდეგ, რაც მზის ელემენტმა გაიარა ტექსტურირების, დიფუზიის და PECVD პროცესები, ჩამოყალიბდა PN შეერთება, რომელსაც შეუძლია წარმოქმნას დენი განათების ქვეშ.წარმოქმნილი დენის ექსპორტისთვის საჭიროა ბატარეის ზედაპირზე დადებითი და უარყოფითი ელექტროდების დამზადება.ელექტროდების დამზადების მრავალი გზა არსებობს, ხოლო ტრაფარეტული ბეჭდვა ყველაზე გავრცელებული წარმოების პროცესია მზის უჯრედების ელექტროდების დასამზადებლად.ტრაფარეტული ბეჭდვა არის წინასწარ განსაზღვრული ნიმუშის დაბეჭდვა სუბსტრატზე ჭედურობის საშუალებით.მოწყობილობა შედგება სამი ნაწილისგან: ვერცხლის ალუმინის პასტის ბეჭდვა ბატარეის უკანა მხარეს, ალუმინის პასტის ბეჭდვა ბატარეის უკანა მხარეს და ვერცხლის პასტის ბეჭდვა ბატარეის წინა მხარეს.მისი მუშაობის პრინციპი ასეთია: გამოიყენეთ ეკრანის შაბლონის ბადე, რათა შეაღწიოთ შლამში, მოახდინოთ გარკვეული ზეწოლა ეკრანის ნამცხვრის ნაწილზე საფხეკით და ერთდროულად გადავიდეთ ეკრანის მეორე ბოლოში.მელანი იწურება გრაფიკული ნაწილის ბადედან სუბსტრატზე საწუწნის მიერ მოძრაობისას.პასტის ბლანტი ეფექტის გამო, ანაბეჭდი ფიქსირდება გარკვეულ დიაპაზონში, და ბეჭდვის დროს საწუწნი ყოველთვის წრფივ კონტაქტშია ტრაფარეტულ ფირფიტასთან და სუბსტრატთან, ხოლო საკონტაქტო ხაზი მოძრაობს საწუწნის მოძრაობით დასრულებამდე. ბეჭდვის შტრიხი.

8. სწრაფი შედუღება

ეკრანზე დაბეჭდილი სილიკონის ვაფლის პირდაპირ გამოყენება შეუძლებელია.ის სწრაფად უნდა იყოს შედუღებული ღუმელში, რათა დაიწვას ორგანული ფისოვანი შემკვრელი, დატოვოს თითქმის სუფთა ვერცხლის ელექტროდები, რომლებიც მჭიდროდ არის მიბმული სილიკონის ვაფლთან შუშის მოქმედების გამო.როდესაც ვერცხლის ელექტროდისა და კრისტალური სილიციუმის ტემპერატურა მიაღწევს ევტექტიკურ ტემპერატურას, კრისტალური სილიციუმის ატომები ინტეგრირდება გამდნარ ვერცხლის ელექტროდის მასალაში გარკვეული პროპორციით, რითაც ქმნის ზედა და ქვედა ელექტროდების ომურ კონტაქტს და აუმჯობესებს ღია წრეს. უჯრედის ძაბვა და შევსების ფაქტორი.მთავარი პარამეტრია მას ჰქონდეს წინააღმდეგობის მახასიათებლები უჯრედის კონვერტაციის ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად.

საცხობი ღუმელი დაყოფილია სამ ეტაპად: წინასწარი შედუღება, შედუღება და გაგრილება.წინასწარ შედუღების ეტაპის მიზანია პოლიმერული შემკვრელის დაშლა და დაწვა ნალექში და ტემპერატურა ამ ეტაპზე ნელა იმატებს;აგლომერაციის ეტაპზე სხვადასხვა ფიზიკური და ქიმიური რეაქცია სრულდება აგლომერირებულ სხეულში, რათა შეიქმნას რეზისტენტული ფირის სტრუქტურა, რაც მას ნამდვილად რეზისტენტულს ხდის., ტემპერატურა ამ ეტაპზე აღწევს პიკს;გაგრილებისა და გაგრილების ეტაპზე მინის გაცივება, გამკვრივება და გამაგრება ხდება ისე, რომ რეზისტენტული ფირის სტრუქტურა მყარად ეკვრის სუბსტრატს.

9. პერიფერიული მოწყობილობები

უჯრედის წარმოების პროცესში ასევე საჭიროა პერიფერიული საშუალებები, როგორიცაა ელექტრომომარაგება, ელექტროენერგია, წყალმომარაგება, დრენაჟი, HVAC, ვაკუუმი და სპეციალური ორთქლი.ხანძარსაწინააღმდეგო და გარემოს დაცვის აღჭურვილობა ასევე განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია უსაფრთხოებისა და მდგრადი განვითარების უზრუნველსაყოფად.მზის უჯრედების წარმოების ხაზისთვის, რომლის წლიური გამომუშავება 50 მგვტ-ია, მხოლოდ პროცესის და ენერგეტიკული აღჭურვილობის ენერგიის მოხმარება არის დაახლოებით 1800 კვტ.პროცესის სუფთა წყლის რაოდენობა შეადგენს დაახლოებით 15 ტონას საათში და წყლის ხარისხის მოთხოვნები აკმაყოფილებს EW-1 ტექნიკურ სტანდარტს ჩინეთის ელექტრონული კლასის წყლის GB/T11446.1-1997.პროცესის გამაგრილებელი წყლის რაოდენობა ასევე არის დაახლოებით 15 ტონა საათში, ნაწილაკების ზომა წყლის ხარისხში არ უნდა იყოს 10 მიკრონზე მეტი, ხოლო წყლის მიწოდების ტემპერატურა უნდა იყოს 15-20 °C.ვაკუუმის გამონაბოლქვი მოცულობა არის დაახლოებით 300 მ3/სთ.ამასთან, საჭიროა დაახლოებით 20 კუბური მეტრი აზოტის შესანახი ავზი და 10 კუბური მეტრი ჟანგბადის საცავი.სპეციალური აირების უსაფრთხოების ფაქტორების გათვალისწინებით, როგორიცაა სილანი, ასევე აუცილებელია სპეციალური გაზის ოთახის მოწყობა წარმოების უსაფრთხოების აბსოლუტურად უზრუნველსაყოფად.გარდა ამისა, სილანის წვის კოშკები და კანალიზაციის გამწმენდი სადგურები ასევე აუცილებელია უჯრედის წარმოებისთვის.