光伏材料制备技术

       光伏材料制备技术主要研究电子电工技术、PLC技术、单晶硅与多晶硅、光伏材料制备技术等方面的基本知识和技能,进行光伏材料及光伏组件的生产制备与质量检验等。例如:晶体硅的制备、硅片的加工、晶硅太阳电池的生产制造等。常见的使用光伏材料的光伏产品有:太阳能电池、太阳能热水器、太阳能电动车等。硅片切割技术在光伏电池材料中具有重要的意义,切割技术长期成为光伏行业研究的热点。硅片切割技术主要分为内圆切割和多线切割技术。目前硅片切割技术多采用多线切割技术,相比以前的内圆切割,有切割效率高,成本低,材料损耗少的优点。因此多线钢线硅片切割技术是未来切割技术的主流,目前硅片能够切出的最薄度在200um左右。实际太阳能电池的最佳性能厚度是在60-100um.,之所以维持在200um左右是从太阳能电池的机械性考虑,硅片厚度减少不能适应一些电池工艺,丝网印刷等,硅片厚度的减少带来了很大的电池制备技术难点。光伏产业始终围绕两个主题:"效率和成本",现阶段在能进行产业化生产的电池工艺的基础上电池转化效率已到达效率极限,光伏电池转化效率的提升将依赖于新材料、新工艺、新结构。很长时间以来,光伏产业难以推广的原因在于成本较高。以前硅片、电池工艺、组件制造三部分几乎平分成本,各占33%左右,现在由于电池工艺和组件制造方面技术的改进,三者各占成本比例约为50%、25%、25%;在硅片切割过程中硅材料损失约为50%,浪费严重。单晶硅材料的电池与多晶硅电池加工工艺差异点在制绒工艺上,单晶采用异性碱制绒,多晶采用各向同性酸制绒。目前,由于多晶由于转换效率和单晶只相差1-2百分点,但制造成本低,成为电站组件选型的主要选择。单晶生产工艺几乎都可以用于多晶电池工艺生产,生产规模迅速扩大。由于单晶电池工艺近期生产不断改进,制造工艺成本基本和多晶制造工艺成本持平,凭借其转化率较高,又有取代多晶的市场份额的趋势。总之,目前随着国内光伏应用市场的开发,而切割硅片是电池片加工的重要步骤,直接影响硅片表面晶向、厚度、表面粗糙度、翘曲度,硅片制造过程可能出现断线、停机、厚度不均匀、粗糙度过大等工艺难点,多线切割技术的改进减小了硅片厚度,降低了切割过程中的材料损耗,从而减少了硅材料的消耗量,进一步降低了太阳能的每瓦造价成本,对光伏发电平价上网起到促进作用。因此对硅片技术进行研究研讨、技术改进具有重要意义。本文以硅片多线切割理论为中心阐述多线切割在电池材料制造中的重要地位,浅析了切片工艺的影响参数。


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         多线切割工艺的主要参数。切割液的粘度,碳化硅的粒度和颗粒形状,砂浆的流量,张力和工件的进给速度。切割液粘度。在整个切割过程中,碳化硅微粉悬浮在切割液上,切割液的粘度是碳化硅悬浮的保证,不同的切割机器对粘度的要求不同,只有符合切割机切割标准粘度,才能在切割过程中,保持碳化硅颗粒微粉均匀的悬浮分布,以及砂浆稳定通过管道进入切割区。切割液与碳化硅微粉的匹配要达到机戒要求,以便提高成品率和效率。一般ntc要求250。砂浆的流量。由砂浆泵将砂浆从料箱中打到喷嘴,再有喷嘴喷到钢线上,如果流量跟不上就会导致切割能力严重下降,导致断线,机器报警,线痕片。硅片切割过程中核心要素之一,张力控制不好,是产生线痕片,崩边,短线。张力过大,悬浮在钢线上的碳化硅就很难进入切割区,切割效率降低,出现线痕片,断线几率增加。张力过小,会导致钢线弯曲度增值,钢线带沙能力下降,导致切割能力下降,出现线痕片。钢线的走线速度,切割机可以根据用户要求进行设置单向后双线走向,两种情况对走线的速度要求不同。钢线速度开始有一个零点沿一个方向用2-3s的时间加速的规定速度,运行一段时间,再沿原方向慢慢降低的零点,在零点停顿2-3s后再次慢慢反向加速到规定速度,再沿反方向慢慢低到零点,往返周期性进行硅片切割,在双线切割过程中,切割机的切割能力在一定的范围内,随着钢线速度的提高而提高,不能低于或高于砂浆的切割能力,低于砂浆切割能力就会出现断线,线痕片。高于其切割能力,就会导致砂浆流量跟不上,出现线痕片,厚薄片。工件的进给速度。它与钢线速度,砂浆的切割能力有关,以及工件形状在不同位置有关。工件的进给速度是最没有定量的一个物理量,控制不好易造成质量和成品率下降。随着切割过程的进行,钢线会不断的变细,从而槽据发生变化,影响加工硅片的厚度,导致成品率下降,通过工作台进给的方式,对槽据进行补给,钢线的金属也容易混进硅片的表面,从而引进复合中心,降低少子寿命,使电池性能下降,衰减增大。金刚砂对硅片切割过程的影响,砂浆是被往复运动的钢线带到切割区的,带入切割区砂浆的多少,以及切割速度的高低决定硅片的切割质量。不同的砂浆供给条件会对硅片质量造成不同的影响,通过改变砂浆喷嘴和钢线之间的角度,可以想成两种不同的砂浆供给方式,形成水平薄膜和未形成水平膜,在形成水平薄膜下携带砂浆量远大于未形成水平膜量,所以有水平薄膜情况下的切割质量要比未形成水平薄膜要好。砂浆的作用非常重要。在切割过程中起主要作用。形成水平薄膜的条件:在钢线间距小于1mm的条件下,因液体表面张力,比较形成水平薄膜。