Heimild: www.intechopen.com/books/solar-cells/industrial-silicon-solar-cells
Eftir Mehul C. Raval og Sukumar Madugula Reddy
Lagt fram: 4. október 2018 Metið: 29. janúar 2019 Birt: 15. maí 2019
DOI: 10.5772 / intechopen.84817
Útdráttur
Í kaflanum verður kynnt iðnaðarframleiðsla á kísilsólfrumum með núverandi stöðu. Fjallað verður um viðskiptabundna p-gerð og afkastamiklar n-gerð sólarsellugerða og þær bornar saman svo lesandinn geti fengið byrjun í sólarsellum í iðnaði. Stutt yfirlit yfir ýmis ferlisskref frá áferð til skjáprentaðs málmferðar er kynnt. Áferðarferli fyrir einkristallaða og fjölkristallaða kísilblöð hefur verið endurskoðað með nýjustu aðferðunum. Sett hefur verið fram yfirsýn yfir hitauppstreymi dreifingar og endurskinshúðun. Hið rótgróna skjáprentunarferli fyrir málmvæðingu sólarsellna er kynnt með hraðskothríðinni til að sinta tengiliðina. IV prófun á sólarsellum með ýmsum breytum fyrir einkenni sólarsellu er kynnt. Einnig er fjallað um síðustu þróun í ýmsum ferlum og framleiðslu búnaðar ásamt væntanlegri framtíðarþróun.
Lykilorð
kísill
sólarsellur
framleiðslu
margkristallaður
einkristallað
áferð
1. Inngangur
Ljósgjafaafl er mikilvægur endurnýjanlegur orkugjafi sem hefur vaxið hratt úr 8GW árið 2007 í 400GW árið 2017 [1]. Samhliða aukinni eftirspurn hefur PV-kerfiskostnaður einnig lækkað verulega úr 35,7 $ / Wpin 1980 í 0,34 $ / Wpin 2017 og flýtt fyrir samþykkt þess [2]. Kísill (Si), sem er mikilvægt efni í rafeindatækniiðnaðinum, hefur einnig verið mikið notað magnefni sólarsellna frá því á fimmta áratug síðustu aldar með markaðshlutdeild> 90% [2]. Í kaflanum verða kynnt dæmigerð skref til framleiðslu á kísilsólfrumum í atvinnuskyni. Stutt saga um sólarsellur og yfirsýn yfir gerð kísilundirlags ásamt mismunandi sólarfrumugerð verður kynnt í köflum 2 og 3. Síðan verður blautefnafræði og háhitastigum sem notuð eru í framleiðslu lýst í köflum 4 og 5. Í kafla 6 verður fjallað um málmferli ásamt dæmigerðum lýsingarbreytum fyrir sólarsellur í atvinnuskyni. Að lokum verður fjallað um framtíðarplan og væntanlega þróun í lokakaflanum.
2. Þróun sólfrumna
„Ljósvirkni“ þýðir bókstaflega kynslóð spennu við útsetningu fyrir ljósi. Fyrirbærið kom fyrst fram af franska eðlisfræðingnum Edmund Becquerel í rafefnafræðilegri frumu árið 1839, en breska vísindamennirnir WGAdams og REDay sáu það á föstum búnaði úr seleni árið 1876 [3]. Upp úr 1950 urðu miklar framfarir í afköstum sólfrumna í atvinnuskyni frá< 1%="" til=""> 23% [2] og kísill hefur verið „vinnuhestur“ ljósgeislaiðnaðarins síðan Þá. Þróun kísilsólfrumna er sýnd á mynd 1.
Mynd 1. Þróun kísilsólfrumna. (a) 1941: Sólfrumur tilkynntar með fullorðnum mótum, (b) 1954: Sólfrumu pn mótum mynduð með dreifiefni dreifingu, (c) 1970: Fjólublá fruma með ál yfirborðssviði, (d) 1974: Svart fruma með efnafræðilega áferðar yfirborð [3].
Fyrstu kísilsólfrumurnar sem Russell Ohl sýndi frá rannsóknarstofum Bell á fjórða áratug síðustu aldar voru byggðar á náttúrulegum mótum sem mynduðust við aðskilnað óhreininda við endurkristöllunarferlið [3]. Frumurnar höfðu skilvirkni< 1%="" vegna="" skorts="" á="" stjórnun="" gatnamóta="" og="" gæðum="" kísilefnisins.="" nafnaskrá="" fyrir="" nafngiftir="" svæðanna="" (p-gerð:="" hlið="" sem="" er="" lýsing="" og="" n-gerð:="" önnur="" hlið)="" sem="" gefin="" er="" af="" ohl="" eru="" síðan="" notuð="" í="" nafngiftir="">
Á fimmta áratug síðustu aldar varð hröð þróun í dreifingarferli háhita fyrir lyfjaefni í kísil. Persóna, Fuller og Chaplin frá Bell Laboratories sýndu 4,5% skilvirka sólfrumu með lyfjameðferð með litíum, sem batnaði í 6% við dreifingu bórs. Sólarsellan hafði „umbúðir“ utan um uppbyggingu (Mynd 1 (b)) með báðum snertingum á bakhliðinni til að koma í veg fyrir skyggingartap, en leiddi til hærra viðnámstaps vegna umbúðarbyggingarinnar. Árið 1960 þróaðist frumuuppbyggingin til eins og sýnt er íMynd 1 (c). Þar sem umsóknin var um rannsóknir á geimnum, var mikið viðnám undirlag 10Ω cm notað til að hafa hámarks geislaþol. Tómarúm uppgufaðir tengiliðir voru notaðir á báðum hliðum, en kísilmónoxíðhúðun var notuð sem endurskinshúðun (ARC) að framhliðinni (FS) [3].
Snemma á áttunda áratug síðustu aldar kom í ljós að með sintuðu áli að aftanverðu bætti frammistöðu frumna með því að mynda þungt lyfjað tengi þekkt sem „bakflötarsvið (Al-BSF)“ og gettering óhreininda [3]. Al-BSF dregur úr endurblöndun burðarefnanna að aftan og bætir þar með spennuna og litrófssvörunina með löngu bylgjulengdinni. Útfærsla fínni og nánar aðskilinna fingra minnkaði kröfuna um lyfjamisnotkun og útrýmdi dauða laginu. ARC af títantvíoxíði (TiOx) var notað og þykkt þess valin til að draga úr endurkasti fyrir styttri bylgjulengdir og gaf sólfrumunum fjólublátt yfirbragð. Frekari endurbætur voru gerðar með því að vefja uppblásturinn með því að nota andlitsgeislunaræta á (100) obláta til að fletta ofan af (111) flötunum. Áferðin leiddi til bættrar birtustigs og gaf frumunum dökkt flauel útlit. Bætt frumuhönnun er sýnd íMynd 1 (d). Árið 1976 sýndu Rittner og Arndt jarðneskar sólarsellur með skilvirkni sem nálgaðist 17% [3].
Passívaði emitter sólarsellan (PESC) náði áfanga um 20% skilvirkni 1984–1986. Snertiflötur málms / kísils var aðeins 0,3% í PESC frumum en tvöfalt lag ARC af ZnS / MgF2var notað í báðar frumugerðir. Árið 1994 var sýnt fram á passivated emitter aftan staðbundinn dreifða (PERL) frumu með skilvirkni 24% [3]. Í samanburði við PESC frumuna, hafði PERL fruman öfuga pýramída á FS til að fá betri ljósastig og passivation sem byggir á oxíði beggja vegna. Oxíð passivation lag á bakhliðinni bætti einnig innri endurskin langbylgjulengdar og þar með litrófssvörun.
Til viðbótar við uppbyggingu sólarsellufyrirtækja hefur einnig verið stöðug þróun á framleiðslusvæðinu hvað varðar aukið afköst, bætt vinnsluskref og minni kostnað. Stutt yfirsýn yfir framleiðslu á Si hvarfefnum og ýmsum gerðum sólfrumna er gefin í næsta kafla.
3. Auglýsing kísil sól klefi tækni
Si er næst algengasta efnið á jörðinni á eftir súrefni og hefur verið mikið notað í hálfleiðaraiðnaðinum. Málmvinnslu kísill (Mg-Si) með 98% hreinleika fæst með því að hita kvars (SiO2) með kolefni við hátt hitastig 1.500-2.000 [4]. Mg-Si er enn frekar hreinsað til að fá kísilklumpa úr sólstigi með 99,99% hreinleika. Hreinsaða sólarstigið Si klumpar eru síðan unnir frekar til að fá ein-kristallað og fjölkristallað form af Si hleifum, sem eru stór massa kísils. Í einkristölluðu Si er atómunum raðað í sömu kristalstefnu um allt efnið. Fyrir sólarsellur er (100) stefnumörkun ákjósanleg þar sem auðvelt er að áferða hana til að draga úr endurkasti yfirborðs [5]. Margkristallað Si, eins og nafnið gefur til kynna, hefur mörg korn af Si efni með mismunandi stefnu, ólíkt einkristölluðu undirlaginu. Einkristallað efni hefur lengri líftíma burðarþols miðað við fjölkristallað Si og þar af leiðandi meiri skilvirkni sólfrumna fyrir tiltekna sólfrumutækni.
Czochralski (Cz) aðferðin til að búa til einkristallaða Si-hlekki er sýnd á mynd 2 (a). Bráðum kísli með dópefni með miklum hreinleika er haldið yfir bræðslumarkinu og síðan er sáðkristall dreginn á mjög hægum hraða til að fá göt sem er allt að 300 mm í þvermál og 2 m að lengd [6]. Bráðna kísilinn er hægt að dópa með annaðhvort p-gerð eða dópefni af gerðinni til að fá sérstaka gerð ein-kristallaðs síghleifa sem er allt að 200 kg [2]. Wafers sem eru söguð úr götunum hafa hringlaga brúnir og þess vegna er lögunin kölluð „psuedo ferningur“. Margkristölluð kísilhleifar eru framleiddar með því að bræða Si með miklum hreinleika og kristalla þær í stóri deiglu með stefnufestunarferli [7] eins og sýnt er á mynd 2 (b). Ferlið hefur ekki tilvísun kristal stefnumörkun eins og Cz ferli og myndar þess vegna kísil efni af mismunandi áttum. Eins og er vega fjölkristallaðir Si-ingar> 800 kg [2] sem síðan eru skornir í múrsteina og oblátar eru sagaðir frekar.
Núverandi stærð einkristallaðra og margkristallaðra obláta til framleiðslu á sólfrumum er 6 tommur × 6 tommur. Flatarmál einkristölluðu oblatanna verður lítið minna vegna gervi-fermetra lögunar. Mest notaða grunnefnið til að framleiða sólfrumur er b-dópað P-gerð Si hvarfefni. N-gerð Si hvarfefna til að nota einnig til að framleiða sólarfrumur með mikilli skilvirkni, en hafa frekari tæknilegar áskoranir eins og að fá samræmda lyfjamisnotkun meðfram götunni samanborið við p-gerð hvarfefni.
Mynd 2. Lýsing á (a) Cz ferli fyrir einkristalla hleifa og (b) stefnu storkunarferli fyrir fjölkristalla hlekki.
Víð flokkun á mismunandi gerðum sólfrumna ásamt skilvirkni sviðs er sýnd á mynd 3. Hið venjulega ál bakflötartækni (Al-BSF) er ein algengasta sólfrumutæknin miðað við tiltölulega einfalt framleiðsluferli. Það byggir á fullri útfellingu að aftan (RS) með skjáprentunarferli og myndun ap + BSF sem hjálpar til við að hrinda rafeindunum frá afturhliðinni á p-gerð undirlagsins og bæta frammistöðu frumna. Framleiðsluflæði fyrir Al-BSF sólarsellur er sýnt á mynd 4. Staðalhönnun viðskiptasólfrumna er með ristmynstri FS og RS-snertum á fullu svæði.
Mynd 3. Almenn flokkun mismunandi gerða sólfrumna.
Mynd 4. Framleiðsluflæði Al-BSF sólarsellna.
Passivated emitter rear contact (PERC) sólarsellan bætir Al-BSF arkitektúrinn með því að bæta við passivation laginu að aftan til að bæta passivation að aftan og innri speglun. Áloxíð er heppilegt efni fyrir RS passivation með meðal sólar klefi skilvirkni nálægt 21% sem fæst í framleiðslu [8]. Núverandi Al-BSF sólarsellulínu er hægt að uppfæra í PERC ferli með tveimur viðbótartólum (útfelling RS passivation laga og leysir fyrir staðbundna opnun snertingar á RS).
Eftirstöðvar þriggja klefa eru aðallega meiri skilvirkni tækni byggð á n-gerð Si hvarfefna. A-Si heterojunction sólfruman hefur a-Si lög á FS og RS af n-gerð Si hvarfefnis til að mynda 'heterojunctions' ólíkt hefðbundnum háþrýstibundnum pn mótum. Slík tækni gerir kleift að vinna við lægra hitastig, en er mjög viðkvæm fyrir gæðum yfirborðsviðmóta. a-Si-undirstaða heterojunction sólarsella var framleidd í viðskiptum af Sanyo Electric, sem nú er yfirtekin af Panasonic [9]. Í interdigitated back contact (IBC) sólfrumuhönnuninni eru báðir snertingar á bakhliðinni sem útiloka FS snertiskuggatap. Venjulega fyrir IBC sólarsellur, verða mótin einnig staðsett að aftanverðu. Einn af fyrstu framleiðendum IBC sólarsellunnar af mikilli skilvirkni er SunPower Corporation [10]. Bifacial frumur, eins og nafnið gefur til kynna, geta fangað ljós frá báðum hliðum sólfrumna. Þetta felur í sér að aftanhliðin hefur einnig tengilið með ristmynstri til að gera kleift að safna ljósum. Dæmi um tvíhliða tækni er BiSON sólarsellan þróuð og markaðssett af ISC, Konstanz [11]. Rétt er að taka fram að tilgreind flokkun er ekki tæmandi listi yfir ýmsar aðrar gerðir af sólfrumugerðum sem eru í R&magnara, nálægt sölu eða þegar verið að framleiða. Næstu hlutar munu gefa yfirsýn yfir ferlið við framleiðslu Al-BSF sólarsella.
4. Blaut-efnafræði ferli til framleiðslu á sólarsellum
Meðferð sem byggir á blautefnafræði er mikilvægt skref í vinnslu sólfrumna til að fjarlægja sögun skemmda (SDR) fyrir skurðarplöturnar, áferð yfirborðsins til að auka frásog komandi sólgeislunar og brún einangrun eftir dreifingarferlið. Eins og fjallað var um í fyrri hlutanum eru aðallega einkristallaðar og fjölkristallaðar kísilplötur sem notaðar eru til framleiðslu á sólfrumum. Framvegis verður fjallað um vinnslu á blautefnafræði fyrir viðkomandi gerðir af oblátum.
4.1 Áferð einkristallaðs kísilplata
Eins og fram kemur í kafla 2, byrjaði þróun sólfrumna fyrst og fremst með einkristallaðri oblátu og notaði þar af leiðandi rótgrónar aðferðir úr léninu við rafeindatækni. Alkaline anisotropic ets byggð á KOH / NaOH er notað við píramídaáferð á einkristallaðri oblátu. Eins skurður ein-kristallaður oblátur hefur vegið meðaltal endurkast (GG) gt; 30% (yfir bylgjulengd 300-1.200 nm) sem minnkar í 11-12% eftir áferð. Dæmigerð formgerð á basískum áferð yfirborðs er sýnd á mynd 5. Anisotropic ets lausnin ets (100) yfirborð obláta til að afhjúpa (111) andlitin sem hafa meiri þéttleika kísilatóma og þar af leiðandi hægari etshraða miðað við ( 100) andlit. Þetta hefur í för með sér myndun handahófskenndra pýramídabygginga sem mynda 54,7 ° horn með tilliti til yfirborðs obláta.
Mynd 5. Dæmigerð formgerð yfirborðs á basískri áferð ein-kristallaðri oblátu.
Dæmigerðar breytur fyrir basíska áferðarferlið eru sýndar í töflu 1. Rétt er að taka fram að gildi ýmissa færibreytna eru leiðbeinandi og ekki á að taka þau eins og alger þar sem ýmsir aukefnaframleiðendur eru á markaðnum. Ísóprópýlalkóhól (IPA) var upphaflega notað sem aukefni í áferðalausninni, sem tekur ekki þátt í etsuviðbrögðunum, en virkar sem bleytimiðill til að bæta einsleitni áferðarferlisins með því að koma í veg fyrir að H2bubbles (myndast við hvarfið) fylgi kísil yfirborðið [12]. En árið 2010 var IPA smám saman skipt út fyrir önnur aukefni vegna galla eins og óstöðugur styrkur þar sem baðhiti er nálægt suðumarki IPA (82,4 ° C), miklum kostnaði, mikilli neyslu, heilsufarslegri hættu og sprengikrafti [12]. Margir hópar hafa birt þróunarvinnu til að skipta út IPA fyrir auka aukefni til að vinna bug á ókostum IPA, auka ferlisgluggann og draga úr endurkasti yfirborðs [12,13,14,15,16]. Aukefni draga einnig úr vinnslutímanum í< 10="" mínútur="" og="" eykur="" endingu="" baðsins="" í=""> 100 hlaup.
Ferli
KOH / IPA
KOH / aukefni
KOH (%) | 3 | & lt; 3 |
IPA (%) | 6 | — |
Aukefni (%) | — | & lt; 2 |
Aðferð hitastig [° C] | & gt; 80 | 70–100 |
Stærð pýramída [μm] | 5–12 | 2–7 |
Aðferðartími [mín] | 30–40 | 5–10 |
Lífrænt innihald [wt%] | 4–10 | & lt; 1.0 |
Suðumark [° C] | 83 | & gt; 100 |
Líftími baða | & lt; 15 | & gt; 100 |
Tafla 1. Vinnslustærðir fyrir IPA-byggt og aukefni sem byggir á basískri áferð einkristallaðra obláta.
Áferðarferli einkristallaðra obláta er venjulega framkvæmt í 'lotu' sem felur í sér að oblöðin eru hlaðin í burðar með raufum til að halda á oblátunum (100 raufar í burðarefni) og síðan er lotan unnin í röð í baðum fyrir áferð, hreinsun, meðhöndlunarskref til að fjarlægja lífrænu leifarnar og málm mengun og þurrka unnu oblöðin. Flytjendurnir eru venjulega húðaðir með PVDF sem hefur mjög góða þol gegn ýmsum efnum, núningi og vélrænum sliti. Dæmigert burðarefni til meðhöndlunar á einkristölluðum oblátum er sýnt á mynd 6. Lotaáferðartólið hefur sérstök bað fyrir hvert skref með skömmtunartönkum fyrir efni sem notuð eru í baðinu. Tólið vinnur úr mörgum flutningsaðilum samtímis og getur náð afköstum> 6.000 obláta / klst með vinnslu fjögurra burðarefna á sama tíma.
Mynd 6. Burðarhlífar til að hlaða obláta í lotuverkfærið. Heimild: RCT solutions GmbH.
4.2 Áferð á fjölkristölluðum kísilblöðrum
Margkristallaðar oblátur bjóða upp á kostnaðarkostnað miðað við einkristallaðar oblátur og hafa þess vegna verið notaðar víða. Hins vegar virkar basísk efnafræði sem notuð er við áferð einkristallaðra obláta ekki vel fyrir fjölkristallaða obláta vegna þess að mismunandi kornstefnur eru fyrir hendi. Önnur súr efnafræði byggð á HF og HNO3 var þróuð til að fjarlægja sögskemmdirnar og áferð margkristölluðu oblátanna samtímis [17,18]. Áferðin sem byggist á súru lausninni vinnur við hitastig undir stofuhita og leiðir þess vegna til minni losunar viðbragðsgas, lítillar hitamyndunar, meiri stöðugleika etslausnarinnar og betri stjórnunar á etshraða [18]. Samanburður á basískri áferð og súrum áferð fyrir fjölkristallaða obláta er sýndur á mynd 7.
Mynd 7. Samanburður á basískum og súrum áferð fyrir fjölkristallaða obláta. Hugleiðsluferlar eftir útfellingu SiNx: H eru einnig sýndir til samanburðar [17].
Súra áferð ferils fjölkristallaðs obláta er hægt að gera á verulega styttri tíma miðað við basíska áferðarferlið og þess vegna er hægt að útfæra það í „inline“ uppsetningu þar sem oblöðin eru látin fara í gegnum rúllur á kafi í etsbaðinu. Dæmigerð mynd af innbyggðu ferli ásamt dæmigerðu súru áferðarferlinu er sýnd á mynd 8. Fyrir fimm akreina stillingu getur innbyggða tólið haft afköst allt að 4.000 wafers / klst. Það er mikilvægt að hafa í huga að oblatflötin sem snýr niður í ætingarlausninni er áferð betra en efri hliðin og er „sólhliðin“ til frekari vinnslu. Súr áferð ferlið leiðir til myndunar á porous sílikon á áferð yfirborðinu sem gleypir ljós og eykur einnig endurblöndun yfirborðs [18]. Þess vegna er porous kísillinn fjarlægður með þynntri basískri lausn. Í framhaldi af því er súrt hreint (HF + HCl) framkvæmt til að fjarlægja oxíð og málm mengun af flötum obláta.
Mynd 8. (a) Dæmigerð innbyggt ferli með fimm brautum og (b) súrt áferðferli flæði fyrir fjölkristallaða obláta.
Það er mikilvægt að hafa í huga að súra áferðarferlið sem fjallað er um hér að ofan er hentugt fyrir fjölkristallaða obláta með slurry-wire sawed (SWS). Undanfarin ár hefur demantur-vír sögun (DWS) ferli komið í stað slurry-vír-undirskurðar vegna vinnslu og efnahagslegra kosta [19]. Sagskemmdir SWS fjölkristallaðra obláta eru meira en DWS oblátar, sem eru með djúpar beinar skurðir og mun sléttari yfirborð en slurry-wire sagaðir vaflar [19]. Sagskemmdir fyrir SWS obláta gegna mikilvægu hlutverki við að koma áferðarferlinu af stað, sem kemur ekki fram hjá DWS oblötunum.
Ýmsar aðferðir hafa verið lagðar til áferð DWS fjölkristallaðra obláta og eru dregnar saman í töflu 2 [20]. Með því að stilla hinar ýmsu aðferðir er hægt að fá endurskin næstum 0% og þess vegna hefur hugtakið „svartur kísill“ verið notað um áferðarferli DWS fjölkristallaðra obláta. RIE var fyrsta aðferðin til að framleiða svartan kísil og notar brennisteinshexaflúríð (SF6) til að hvarfast við Si og lofttegundir eins og Cl2and O2 til að passivera og takmarka hvarfið [20]. Nýlega hefur verið sýnt fram á fjölbreyttar PERC sólfrumur í atvinnuskyni með 21,3% meðalnýtingu með RIE byggðri áferð [21]. Hins vegar, þar sem RIE er tómarúm sem byggir á tómarúmi, er afköstin lítil samanborið við dæmigerð innbyggð aðferð og einnig er þörf á viðbótarforvinnslu og eftirvinnslu til að fjarlægja sögskemmdirnar og skemmdir vegna jónasprengju, í sömu röð. Afbrigði af RIE aðferðinni sem krefst ekki tómarúms eða plasma hefur verið útfært í atvinnutæki [22].
Aðferð
Hvarfefni
Gríma
Hvati
Lágmarks endurskin (%)
Viðbrögð við jóni (RIE) | SF6/O2, SF6/ Cl2/O2, SF6/O2/ CH4 | Enginn | Enginn | 4.0 |
Ígræðsla í dýfingarjurt í plasma (PIII) | SF6/O2 | Enginn | Enginn | 1.8 |
Laser geislun | CCl4, C2Cl3F3, SF6, Cl2, N2, loft | Enginn | Enginn | 2.5 |
Æta í plasma | SF6 | Ag nano agnir | Enginn | 4.2 |
Efnaæta á málmi (MACE) | AgNO3/ HF / HNO3 | Enginn | Ag, Au | 0.3 |
Rafefnafræðileg æting | HF, EtOH, H2O | Enginn | Enginn | & lt; 5,0 |
Tafla 2. Ýmsar aðferðir við áferð demantvírs sagaðra margkristallaðra obláta [20].
Ein aðferðin við áferð DWS fjölkristallaðra obláta er að uppfæra súr efnafræðilega efnafræði með aukefni [23,24,25]. Slík aðferð getur hugsanlega haft lægri CoO samanborið við MACE-byggða nálgun [23]. Sýnt hefur verið fram á að endurspeglun á slíkri aðferð sem byggir á aukefni er svipuð og hefðbundin ísótúrlausnarlausn með sólarselluvirkni 18,7% fyrir Al-BSF byggingu [24].
Áferð sem byggir á MACE er svipuð hefðbundinni súr etsaðferð með viðbótarþrepi hvata málms. Ferli flæði samanstendur af SDR, hvata málm útfellingu, efna ætingu og eftirmeðferð. Skilvirkni upp á 19,2% hefur verið fengin fyrir margar Al-BSF frumur í atvinnuskyni með því að nota MACE áferðaferli í lotu [26]. Sýnt hefur verið fram á MACE-byggt auglýsingatæki af gerðinni með möguleika á að stilla endurkastið á bilinu 12-23% og fá meðalnýtni fyrir Al-BSF og PERC uppbyggingu 18,8 og 20,2%, í sömu röð [27]. Dæmigerðar myndir af áferð yfirborðs byggt á MACE ferli eru sýndar á mynd 9. Kostnaður við eignarhald (CoO) á innfelldu MACE ferlinu er mögulega lægri miðað við lotugrunn MACE ferlið með svigrúm til að draga úr því frekar með því að endurvinna Ag úr áferðarbaðinu [27].
Mynd 9. MACE áferð DWS multi-obláta, (a) yfirborð með Ravg=12% og (b) yfirborð með Ravg=22% [27].
4.3 Brún einangrun á blautefnafræði
Emitter svæðið í sól klefi er búið til með dreifingarferli við háan hita (til að ræða í köflum á undan). Í dreifingarferlinu er fosfórsilíkatgler (PSG) komið fyrir á oblátinu sem ætti að fjarlægja áður en ARC lagið er komið fyrir. Eins og lýst er á mynd 10, eftir dreifingarskrefið, er svæðið af gerðinni einnig til staðar á brúnum og aftari hlið oblátsins. N-gerð lagið á brúnum og aftari hliðinni mun skammhlaupa emitterinn með grunn undirlaginu og þess vegna er mikilvægt að eta þessi svæði og einangra emitterinn á FS frá grunn undirlaginu eins og sýnt er á mynd 10 (c).
Mynd 10. Vinnsla kísilblaðs eftir dreifingu og brúneinangrun (a) Áferðar kísilblöð, (b) Dreifð kísilblöð, (c) Dreifð kísilblöð eftir brúneinangrun.
Brún einangrunarferlið er hægt að framkvæma á línulausan hátt svipað og áferðarferlið sem fjallað var um í fyrri hluta. Undantekningin í þessu tilfelli er sú að efnið ætti að eta aðeins afturhliðina og brúnirnar án þess að hafa samskipti við FS. Dæmigerð mynd af brúnareinangrunarferlinu er sýnd á mynd 11. Mikilvægt er að hafa í huga að rúllurnar eru aðeins til staðar neðst á hliðinni til að koma í veg fyrir að etslausnin komist í snertingu við framhliðina. Eftirfarandi skref eftir RS etsingu eru svipuð og í inline áferð vélinni.
Mynd 11. Fulltrúarmynd af sólarsellu í innbyggðu brún-einangrunarbaði.
5. Hitaferli til framleiðslu á sólarsellum
Ferlar við háan hita eru mikilvægur hluti af framleiðslu á sólarsellum. Dæmi um slíkar aðferðir eru að mynda pn mótum með dreifingu, hleypa af skjáprentuðum tengiliðum, virkja yfirborðshögglag eða glæðunar af völdum galla. Í þessum kafla er litið á grundvallar eðlisfræði dreifingarferils emitters og efla gufuútfellingu í plasma (PECVD).
5.1 Útblástur frá útstreymi
Emitter dreifing er eitt af mikilvægum hitauppstreymi í iðnaðar sólarselluframleiðslu. N-tegundin frásogandi af kristölluðu p-gerð kísilsólfrumunum myndast við dreifingu fosfórs (P). Í dreifingarferlinu eru Si oblöðin send í ofni og verða við 800–900 ° C fyrir fosfórýlklóríði (POCl3) og O2 sem leiðir til útfellingar PSG á yfirborði Si obláta. Þetta skref er kallað fyrirfram útfelling, þar sem PSG [28] virkar sem uppspretta fosfórs (P) lyfja sem dreifast í Si oblaðið. Næsta skref er innkeyrsla, þar sem framboð lyfjaolíu er aftengt og P frá PSG laginu dreifist frekar út í Si oblátið. Hannes etal. [29] sýnir fyrir bestu mögulegu hagkvæmni fyrir sólarvörn, þrjú mismunandi áhrif verða að koma til greina. Í fyrsta lagi að dreifing P frá PSG og nærvera þess í rafvirkum og óvirkum ríkjum í Si obláti, sem eykur sameiningu Shockley-Read-Hall (SRH). Í öðru lagi, gettering óhreininda í Si lagið í átt að PSG laginu. Að lokum dregur málm snertimyndunin við P-dópaða Si emitterinn fram myndaðan kraft.
Dreifingarferlið er magnað með þoli lakanna sem fer eftir dýpi pn-gatnamóta og P styrkleiki. Lakþolið hefur einingar Ω / cm (almennt mælt sem Ω / □) og er mælt með fjögurra punkta rannsakakerfi. Skilgreiningin á þol lakanna er sýnd í fl. (1).
þar sem R=viðnám rétthyrnds hluta (Ω); ρ=viðnám (Ω cm); l=lengd rétthyrnda hlutans (cm); A=svæði rétthyrnda hlutans (cm2); W=breidd rétthyrnda hlutans (cm D; dýpt rétthyrnda hlutans (cm) ogρsheet=viðnám fyrir gefna dýpt (D) þegar l=W (Ω / □).
Fyrri gildi viðnáms fyrir emitter lak voru 30-60Ω / □ með pn mótum dýpi> 400nm og hár P yfirborðsstyrkur. Með endurbættum silfur (Ag) snertipasta að framan er viðnám lakans nú á bilinu 90-110Ω / □ með mótadýpi um 300 nm og lægri styrk P yfirborðs. Með því að skipta yfir í stærri lakþol gerir það kleift að fanga meira ljós í útfjólubláu og bláu litrófinu, en draga jafnframt úr yfirborði endurblöndunar til að bæta Voc. Það skal tekið fram að dreifingarferlið á sér stað á FS (beint útsett fyrir lofttegundum) og einnig á brúnum og RS. Ef brúneinangrunarferlið er ekki framkvæmt (eins og fjallað er um í kafla 4.3), verður emitari skammhlaup við undirlagið.
Mynd 12 sýnir POCl3 dreifingarferlið í lokuðu kvartsrörakerfi. POCl3 er vökvagjafi sem er skilað til ferlisrörsins með því að kúla það með burðargasi N2. Með því að blanda
Mynd 12. (a) Skýringarmynd af dreifingarferli lotuformsins og (b) mynd af dreifibúnaði fyrir lotu. Heimild: centrotherm GmbH.
Við Si yfirborðið,
Klór sem er aukaafurð við fráfellinguna hreinsar obláta og kvarsrör með því að mynda fléttur með málmum. PSG er notað sem uppspretta fyrir akstur í P-atómunum inn á Si yfirborð. Meðan á innkeyrsluferlinu stóð slökkti POCl3is og aðeins O2 bættist við til að byggja upp þunnt oxíðlag undir PSG til að auka dreifingu P atómanna í Si yfirborðið.
Inni í dreifingarrörinu eru fimm hitunarsvæði eins og sýnt er á mynd 13. Svæðin eru:
Hleðslusvæði (LZ) - svæði þar sem oblátar eru hlaðnir í rörið.
Miðjuhleðslusvæði (CLZ) —svæði milli hleðslusvæðis og miðsvæðis.
Miðsvæði (CZ) - miðsvæði rörsins.
Miðgassvæði (CGZ) —svæði milli miðsvæðis og gassvæðis.
Gassvæði (GZ) - svæði þar sem lofttegundirnar hreyfast út um útblásturinn.
Mynd 13. Hitunarsvæði innan dreifingarrörsins.
Venjulega er hitastig hvers upphitunarsvæðis stillt til að fá jafnt viðnám fyrir útblástursblöð fyrir alla obláta yfir bátinn.
Umhverfi dreifingarferlisins ætti að vera mjög hreint og þess vegna er kvarsefni notað í rörin. Hreinleiki röranna og viðhald hleðslusvæðis hefur einnig áhrif á niðurstöður ferlisins. Þar sem í gasfasa dreifingu eru engar leifar í rörinu leiðir það til hreinna ferils. Með hálfu tónhleðslu við lágþrýstingsaðstæður (LP) [31] er hægt að auka afköst. Algengt er að 1.000 þvottur séu hlaðnir í einni túpu og með fimm dreifingarrörum í dreifikerfi í lotuformi er hægt að ná allt að 3.800 þvottum / klst. Til framleiðslu á sólfrumum.
Innbyggt dreifikerfi þar sem oblöðin eru flutt á belti með fosfórsýru sem uppruna P-lyfja var einnig notuð í framleiðslu í atvinnuskyni [32]. Hins vegar, samanborið við innbyggða ferlið, er lotuferlið hreinna, árangursríkara og skilvirkara. Fyrir sólfrumur af n-gerð eða háþróaðri sólarfrumuhugtök eins og PERT, er dreifing p-gerðar lotu byggð á bór (B) dópandi uppsprettum eins og bórtríbrómíði (BBr3) [33,34].
5.2 Útsvörun gegn endurskinshúð (ARC)
Bert Si-yfirborð endurspeglar> 30% af birtunni. Eins og fjallað er um í kafla 4 bætir áferð ferlið ljósatökuna. Æskilegt er að draga úr endurkastinu sem fæst með því að leggja ARC lag. TiOx var eitt fyrsta efnið sem notað var sem ARC lag fyrir sólfrumur, en þar sem það gat ekki veitt fullnægjandi yfirborðshæfingu var það að lokum komið í stað SiNx: H [37]. Varma vaxinn kísiloxíð (SiO2) var einnig notaður sem passivating efni í metbrotinu passivated emitter aftan á staðbundnum dreifðum (PERL) frumum [37]. Hátt hitauppstreymisáætlun og langur vinnslutími gerði SiO2-byggða óvirkni óhæfa til fjöldaframleiðslu á sólfrumum [37]. Ítarleg yfirferð á ýmsum ARC og passivating efni fyrir sól klefi forrit er fjallað í [37].
PECVD (plasmabæta efnafræðileg gufuútfelling) er hentugur til að leggja frá sér ARC lag af SiNx: H sem dregur ekki aðeins úr spegluninni heldur passíverar framkallara af n-gerð og meginhlutann og bætir þannig nýtingu sólfrumna [36, 37]. Skýringarmynd af PECVD kerfi í lotuformi er sýnt á mynd 14. Wafers eru hlaðnir í grafítbát með framhliðirnar að hvor annarri. RF plasma byggt á vinnslu lofttegundum ammóníaki (NH3) og silani (SiH4) sem starfa við hitastigið 400-450 ° C setur út vetnisbundna SiNx: H lagið eins og í jöfnu. (4) [35]. Vetnið sem er fellt inn í SiNx: H filmuna dreifist í meginhlutann meðan á skothríðinni stendur (fjallað er um í næsta kafla) og passíverar dinglandi tengin til að bæta afköst sólfrumna [36,37].
Mynd 14. (a) Skýringarmynd yfir PECVD ferli í lotu fyrir SiNx: H útfellingu og (b) grafítbát til að hlaða Si obláta í PECVD ofninn.
Brotstuðull (RI) SiNx: H filmunnar er stjórnað af hlutfallinu SiH4 / NH3gas, en þykktin fer eftir útfellingarlengdinni. SiNx: H-undirstaða ARC getur lágmarkað speglun fyrir eina bylgjulengd og bylgjulengd þykkt er gefin af [38],
þar sem=þykkt SiNx: H ARC lagsins, λ0=bylgjulengd aðkomandi ljóss og n1=brotstuðull SiNx: H lagsins.
Byggt á sambandi er ARC einnig kallað „fjórðungs bylgjulengd ARC“. Fyrir sólarsellur er RI og þykkt valin til að lágmarka speglun í bylgjulengdinni 600 nm þar sem það er hámark sólrófsins. Þykkt og RI ARC er valin til að vera rúmfræðilegt meðaltal efna á hvorri hlið, þ.e. gler / loft og Si. Dæmigerð þykkt SiNx: H ARC er 80–85 nm með RI 2,0–2,1 sem gefur sólfrumunni lit bláan til fjólublár. Dæmigerð mynd af áferðarmiklum kristölluðum sólfrumum sem eru afhentar SiNx: H eru sýndar á mynd 15 (a) en breytingin á SiNx: H lit miðað við þykkt þess er sýnd á mynd 15 (b). Mikilvægt er að hafa í huga að það er háð yfirborðsáferð og ARC lit fyrir tilteknar breytibreytur. Það eru margs konar sólar einingar þar sem litur sólarsellanna er dekkri ólíkt dæmigerðum bláum lit. Dæmigert ARC útfellingarstig í framleiðslu línu í sólarsellum samanstendur af tveimur PECVD kerfum, hvert með fjórum rörum og afköst allt að 3.500 wafers / klst.
Mynd 15. (a) Dæmimynd af SiNx: H húðaðri fjölkristallaðri sólfrumu, (b) afbrigði af SiNx: H lagi miðað við þykkt þess.
SiNx: H er ekki hentugt til að passivera p-gerð Si og þess vegna eru rafkerfi eins og Al2O3 notuð við RS-passivation fyrir frumuhönnun eins og PERC frumur [8] eða fyrir p-gerð losara í n-gerð sólfrumna. Fyrir PERC sólfrumur er Al2O3 passivating lagið þakið af SiNx: H til að verja það gegn Al-líma meðan á skothríð stendur og þjónar einnig sem innri endurskinsmerki fyrir langbylgjuljósið. Auglýsing PECVD og lotukerfisfelling (ALD) byggð kerfi eru fáanleg til afhendingar Al2O3 með afköstum allt að 4.800 obláta / klst. [39].
6. Málmvæðing og lýsing á sólarsellum
6.1 Skjárprentun byggð málmhúð
Síðasta vinnsluskref fyrir framleiðslu sólarsellna er FS og RS málmvæðingin til að draga fram kraftinn með lágmarks viðnámstapi. Ag er gott snertiefni fyrir n-gerðina, en Al kemur mjög vel í snertingu við p-gerð undirlagsins. Samsetning Ag / Al líma er notuð til að prenta púða á RS til að auðvelda samtengingu sólarsellna í einingu. Skjárprentun er einfalt, hratt og stöðugt þróunarferli fyrir málmvæðingu sólarsella.
Skýringarmynd af skjáprentunarferlinu er sýnd á mynd 16. Skjáirnir eru með fleytihúðað ryðfríu stáli möskva með opum eins og óskað málmhúðunar mynstur eins og sýnt er á mynd 17 (a). Málmmaukið dreifist yfir skjáinn í gegnum flóðið og sveifluhreyfinguna sem setur límið á sólarselluna út frá skjámyndinni. Snap-off er fjarlægðin sem skjárinn er og sólarsellan. Skeifuþrýstingurinn og smellifjarlægðin eru mikilvægar breytur sem ákvarða límið sem lagt er og rúmfræði Ag FS fingranna.
Mynd 16. Upplýsingar um skjáprentunarferli fyrir málmvæðingu sólarsella.
Mynd 17. (a) Mesh-fleyti skjár með finguropi fyrir FS Ag prentun [40] og (b) dæmigert FS málmmyndunar mynstur.
Dæmigert líma er lagt fyrir Ag / Al RS púða, RS Al og FS Ag eru 35–45 mg, 1,1–1,4 g og 100–120 mg, hver um sig fyrir 6 tommu Al-BSF fjölkristallaða sólfrumu. Lýsandi Ag FS málmmyndunarmynstur er sýnt á mynd 17 (b). Ag finguropið hefur minnkað niður fyrir undir 30μm, en notkun 5 bus-bar er í auknum mæli tekin í notkun núna. Með slíkum skjáfæribreytum og góðu líma er mælt með, ætti að fá stöðugan FF> 80% fyrir Al-BSF sólfrumurnar með sjón skyggingartapi<>
6.2 Þurrkun og hratt hleypa málmdeig
Málmdeigurnar samanstanda af málmdufti, leysum og lífrænum bindiefnum. Ef um er að ræða FS Ag líma, inniheldur límið einnig glerfrit meðan það etsar SiNx: H lagið og kemst í snertingu við n-gerðina [41]. Málmdeigarnir eru þurrkaðir eftir prentun og að lokum eru þeir sendir í gegnum hraðeldandi ofn til að sinta og mynda RS Al-BSF og FS Ag snertingu. Dæmi um slíkan hraðeldandi ofn með hitastigssniðinu er sýnd á mynd 18. FS Ag fingursintursferlið er sýnt á mynd 19. Þegar sólfruman fer í gegnum hraðelda ofninn eru lífrænu bindiefnin brennt og síðan brætt af glerfritinu og að lokum myndun Ag kristalla sem hafa samband við n-gerðina. Stilla þarf sniðsniðið út frá sérstökum gerðum málmdeyfa og dreifisniðs emitters. Sem dæmi, hámarkshitastigið gæti verið lágt til að mynda ekki góðan óhmlegan snertingu við FS, en of hátt hitastig getur leitt til dreifingar á Ag um mótin og skiptingu á pn mótum. Mynd af fullkominni fjölkristallaðri Al-BSF sólarsellu er sýnd á mynd 20.
Mynd 18. (a) Dæmi um eldunarofn til að sinta málmtengiliði og (b) lýsandi hitastigssvið eldsofns. Heimild: centrotherm GmbH.
Mynd 19. Upplýsingar um skothríðina. (a) Brenna út úr lífrænu bindiefnunum, (b) bráðna glerfrit sem etsar SiNx: H og (c) Ag kristallmyndun við frásagnarviðmótið.
Mynd 20. (a) FS af heilli sólfrumu og (b) RS af fullri sólfrumu.
6.3 Málmhúðun á málmhúð að framan
Kostnaður vegna ýmissa þátta í sólarselluvinnslu hefur minnkað með árunum, en framlag Ag að framan er enn það mikilvægasta [42]. Veruleg vinna hefur verið unnin við að skipta út Ag fyrir varanlegan málm eins og kopar (Cu) sem hefur leiðslugildi sem er mjög nálægt því sem er í Ag og býður einnig upp á mögulegan verulegan kostnaðarhagnað [43,44]. Cu hefur mikla dreifileika og leysni í Si og þess vegna er komið fyrir hindrunarlag eins og nikkel (Ni) á Si áður en Cu málmhúðað [42]. Ljóshúðuð málmhúð (LIP) sem er unnin úr hefðbundinni málmhitun nýtir ljósgeislaáhrif ljóss til að plata viðkomandi málm og hefur marga kosti miðað við hefðbundna málmhúðun [43,44].
Ni-Cu-undirstaða málmvinnsla að framan krefst viðbótar ARC mynstursskrefs að framan ólíkt Ag líma-byggðri málmvinnslu og í flestum tilfellum einnig viðbótar Ni sinterandi skref til að draga úr snertimótstöðu og hafa góða viðloðun málmstaflans [42 ]. Sýnt hefur verið fram á DWS skornar mc-Si sólarsellur byggðar á Ni-Cu-Ag diska stafli með fingurbreidd 22μm, hlutföll nálægt 0,5 og svipuð skilvirkni og viðmiðunarskjáprentaðar Ag frumbyggðar sólfrumur [45 ].
Stöðug endurbót á Ag FS límum ásamt einfaldleika, áreiðanleika og miklu afkösti skjáprentunarferlisins hefur gert Ni-Cu málmgrýtingu erfitt fyrir að keppa við Ag málmiðað FS málmvæðingu. Hins vegar eru há sólar klefi skilvirkni hugtök eins og tvöfaldur heterojunction sólfrumur, þar sem hægt er að setja Cu beint á gagnsæ leiðandi oxíð, málun ferli er einfaldað og þarf aðeins eitt tæki [39]. Á sama hátt geta hugtök með mikilli skilvirkni sem krefjast minna málms náð því sama með málmhúðun sem byggir á málmhúðun [42,46].
6.4 IV próf og einkenni sólfrumna
Lokaskrefið er IV prófun á fullum sólfrumum samkvæmt stöðluðu prófunarskilyrðunum (STC), þ.e. AM 1,5G, 1000W / m2 með AAA sólhermi. Dæmi um FS-rannsókn á sólarfrumum er sýnt á mynd 21. Dæmigerðar breytur sem fengnar eru úr IV prófunartækinu eru tilgreindar í töflu 3. IV prófanir hafa marga lýsingarbreytur sem geta verið gagnlegar við greiningu á sól frumu galla. Dæmigerð raflausnarmyndun (EL) og hitauppstreymisímynd af sólarsellu með nokkrum göllum eru sýndar á myndum 22 (a) - (c). EL mynd af góðri sólarsellu með einsleitan styrk er sýnd á mynd 22 (a), en fyrir sólarsellu þar sem FS fingurnir eru ekki prentaðir eins, sést dekkri andstæða á mynd 22 (b). ) sýnir hitauppstreymisímynd af sólarsellu með staðbundinni shunt sem hefur verið mynduð við eitt af vinnsluskrefunum. Að lokum er sólarsellunum raðað í mismunandi nýtingartunnur miðað við valda flokkun.
Mynd 21.IV mæling FS rannsökuð fyrir lýsingu á sólarsellum.
Parameter
Athugasemdir
Voc(V) | Góðar mc-Si Al-BSF sólfrumur hafa gildi> 0,635V |
Isc(A) | Góðar mc-Si Al-BSF sólfrumur hafa gildi> 9,0 A |
FF (%) | Góðar mc-Si Al-BSF sólfrumur hafa gildi> 80% |
Skilvirkni (%) | Góðar mc-Si Al-BSF sólfrumur hafa gildi> 18,6% |
Vmpp(V) | Samsvarandi spenna við hámarksafl |
Impp(A) | Samsvarandi straumur við hámarksafl |
Rs(Ω) | Góðar mc-Si Al-BSF sólfrumur hafa gildi< 1,5=""> |
Rsh(Ω) | Góðar mc-Si Al-BSF sólfrumur hafa gildi> 100Ω |
Iviðskrh(A) | Gagnstraumur við spennuna –12V ætti að vera< 0,5="" a="" fyrir="" góðar=""> |
FS BB-BB viðnám (Ω) | Viðnám mæld á milli BB í FS |
RS BB-BB viðnám (Ω) | Viðnám mæld á milli BB á RS |
Tafla 3. Parameter til lýsingar á sólfrumu sem fæst með IV mælingu.
Mynd 22. (a) EL mynd af góðri sólarsellu, (b) EL mynd af sól klefi með ekki einsleitni í Ag fingur prentun og (c) hitauppstreymi IR mynd af sól klefi sem bendir til staðar staðbundinna shunts.
7. Framtíðarstefnur
DWS er orðið staðallinn fyrir einkristallaðar oblátur, en búist er við að hann hafi markaðshlutdeild> 80% árið 2022 fyrir fjölkristallaðar oblátur [2]. Gert er ráð fyrir að SWS fyrir fjölkristallaðar oblátur falli niður á þeim tíma. Með DWS myndi kerf tap einnig verða< 80μm="" fyrir="" 2022,="" sem="" aftur="" myndi="" draga="" úr="" fjöl-si="" neyslu="" á="" hverja="" obláta="" undir="" 15g.="" búist="" er="" við="" að="" 3bb="" hönnun="" fyrir="" framhliðarsambönd="" muni="" hætta="" á="" árinu="" 2020="" með="" 50%="" hlut="" fyrir="" 5bb="" hönnun.="" með="" stöðugum="" endurbótum="" á="" ag="" límum="" og="" skjám="" er="" spáð="" að="" fingurbreidd="" fs="" minnki="" niður="" í="" 30μm="" fyrir="" árið="" 2022.="" vannefnavinnsluverkfæri="" hafa="" farið="" yfir="" 8.000="" rúmmál="" klst="" árið="" 2018="" og="" myndu="" snerta="" 9.000="" rúmmál="" klst="" árið="" 2020.="" búnaður="" til="" hitavinnslu="" hafa="" náð="" afköstum="" 5000wafers="" klst="" árið="" 2018="" og="" búist="" við="" að="" þau="" fari="" yfir="" 7.000="" wafers="" klst="" fyrir="" árið="" 2020.="" gert="" er="" ráð="" fyrir="" að="" málmvæðingar-="" og="" iv="" prófunar="" flokkunarhlutinn="" hafi=""> 7.000 wafers / klst árið 2022.
Reiknað er með Al-BSF frumutækni sem hefur markaðshlutdeild> 60% árið 2018 mun lækka niður í< 20%="" árið="" 2025.="" með="" meiri="" áherslu="" á="" háhagkvæmni="" sólfrumuhugtaka,="" hlutfall="" perc="" búist="" er="" við="" að="" tækni="" verði=""> 50% fyrir árið 2022. Gert er ráð fyrir að framleiðsluhagkvæmni Mono PERC verði> 22% fyrir árið 2022, en fyrir multi PERC ætti hún að snerta 21% á sama tíma. Mikilvægur þáttur sem tengist multi-PERC er mótvægi á LeTID-byggðu vandamáli til að lágmarka tap á skilvirkni eftir uppsetningu á einingum á þessu sviði. Si HJ frumur með skilvirkni> 22% árið 2018 eftir að búist er við að stöðug skilvirkni verði 23% fyrir árið 2020, með markaðshlutdeild um 10% árið 2022. Hávirkni bifacial frumur með viðbótar forskot við að tappa á sól Búist er við að geislun að aftanverðu hafi 20% markaðshlutdeild árið 2022. Búist er við að sólarsellur af N-gerð baksambandi fari yfir 24% skilvirkni fyrir árið 2020.
8. Ályktanir
Si sólfrumur hafa orðið mikilvægur hluti af endurnýjanlegu orkusvæðinu undanfarna áratugi með þroskaðri framleiðslutækni. P-gerð fjölkristallaðar oblátar hafa orðið aðal dvöl fyrir framleiðslu sólarsella. Hins vegar, með meiri skilvirkni og lækkandi framleiðslukostnaði, hafa einkristallaðar sólfrumur einnig náð verulegum hlut og er búist við að þær muni keppa náið við fjölkristallaðar oblátur á næstunni. Fyrir venjulega Al-BSF tækni hafa 19 og 20% orðið viðmiðunarmerki fyrir fjölkristallaðar og einkristallaðar sólfrumur. Mono-PERC og multi-PERC frumur hafa náð stöðugri virkni 21,5 og 20%, í sömu röð. Að auki veitir PERC einnig einfaldari nálgun fyrir bifacial sólfrumur með því að hafa ristmynstur á RS í stað snertisvæðisins að fullu. Mikil skilvirkni n-gerðar og bifacial sólfrumna hafa< markaðshlutdeild; 10% sem búist er við að aukist í framtíðinni. Framleiðslutæknin hefur þroskast töluvert undanfarin ár með frekari endurbótum til að auka afköst.
Þakkir
Höfundarnir vilja þakka samstarfsmönnum RCT Solutions GmbH sem hluti innihaldsins fyrir kaflann hefur verið tekinn af. Mehul C. Raval vill þakka samstarfsmanni Jim Zhou fyrir umræðurnar varðandi svörtu kísiláferð.
