Монокристаллическая солнечная пластина – это основной материал, используемый в производстве солнечных элементов, и относится к типу монокристаллических кремниевых пластин. Она изготавливается из высокочистого монокристаллического кремния и имеет высокоупорядоченную кристаллическую структуру, что делает её внутреннее расположение атомов чрезвычайно регулярным и однородным. Монокристаллический кремний – это тонкий лист, полученный путём разрезания монокристалла, выращенного из расплавленного состояния определённым способом, поэтому он и называется «монокристаллом». По сравнению с другими типами кремниевых пластин монокристаллическая солнечная пластина известна своей высокой чистотой и меньшим количеством кристаллических дефектов, занимая важное место в области энергетики.

1. Метод выращивания кристаллов: метод Чохральского (ЧЖ)

Для выращивания монокристаллических солнечных пластин используется метод Чохральского, который в настоящее время является одной из наиболее зрелых и широко используемых технологий. Этот метод включает погружение небольшого монокристаллического затравочного кристалла в расплавленный кремний и медленное его вращение для формирования монокристаллического стержня большого размера. Этот метод позволяет точно контролировать скорость и направление роста кристалла, гарантируя, что конечная кремниевая пластина будет иметь практически идеальную кристаллическую структуру. Кроме того, метод Чохральского позволяет эффективно снизить содержание примесей, улучшить общее качество кремниевых пластин и сделать их более подходящими для высокопроизводительных фотоэлектрических приложений.

2. тип проводимости и легирующие элементы

Эта монокристаллическая солнечная пластина предлагает два типа проводимости на выбор: p-тип/легирование бором (p/bor) и p-тип/легирование галлием (p/gallium). Каждый из этих двух методов легирования имеет свои преимущества. Например, легирование бором обычно используется в традиционных монокристаллических кремниевых пластинах, которые имеют более низкую стоимость и отработанные технологические процессы; легирование галлием, с другой стороны, особенно подходит для высокопроизводительных фотоэлектрических модулей, которые стабильно работают в течение длительного времени благодаря его высокой устойчивости к фотоиндуцированному затуханию (lid). Независимо от схемы легирования, она может удовлетворить требования различных заказчиков к проводимости, обеспечивая при этом надежность и стабильность кремниевых пластин в практическом применении.

3. диапазон удельного сопротивления

Диапазон удельного сопротивления монокристаллической солнечной пластины составляет 0,5–1,5 Ом·см, что напрямую влияет на подвижность носителей заряда и эффективность фотоэлектрического преобразования кремниевой пластины. Разумный расчет удельного сопротивления оптимизирует возможности электронного транспорта кремниевых пластин, позволяя им демонстрировать хорошую производительность при различных условиях освещения. В то же время удельное сопротивление в этом диапазоне также позволяет последующим производителям корректировать технологический процесс в соответствии с конкретными потребностями, что дополнительно повышает конкурентоспособность конечной продукции.

4. Требования к качеству кромочных чипов

Качество краевых сколов напрямую связано с выходом годных изделий и сроком службы кремниевых пластин. По этой причине мы установили строгие стандарты для краевых сколов: глубина не должна превышать 0,3 мм, длина не должна превышать 0,5 мм, на каждой кремниевой пластине допускается не более одного краевого скола, а V-образные трещины не допускаются. Эти строгие стандарты помогают снизить риск разрушения, вызванного повреждением краев, тем самым продлевая срок службы кремниевых пластин и повышая общую эффективность производства.

5. контроль качества поверхности

Качество поверхности является одним из важных показателей для измерения производительности монокристаллической солнечной пластины. Наши изделия проходят многочисленные процессы, чтобы гарантировать отсутствие на поверхности пятен, следов воды, повреждений или отверстий. Эта высококачественная обработка поверхности не только улучшает оптические характеристики отражения кремниевых пластин, но и снижает проблему токов утечки, вызванную дефектами поверхности, тем самым обеспечивая максимальное повышение эффективности фотоэлектрического преобразования. Кроме того, высококачественная поверхность также закладывает прочную основу для последующего нанесения покрытия и других процессов.

Процесс производства монокристаллической солнечной пластины включает несколько сложных этапов, требующих высокоточных операций от подготовки сырья до конечного продукта. Во-первых, в качестве сырья выбирается поликристаллический кремний высокой чистоты, а затем примеси удаляются с помощью химического осаждения из газовой фазы (ХОГФ) или других методов очистки для достижения чистоты полупроводникового класса. Затем с помощью метода Чохральского из расплавленного кремния выращивают монокристаллический стержень. На этом этапе требуется строгий контроль температуры, давления и скорости вращения для обеспечения безупречной кристаллической структуры.

Затем монокристаллический стержень разрезают, шлифуют и полируют, чтобы сформировать кремниевую пластину одинаковой толщины. В процессе резки используется технология алмазной проволочной пилы, что позволяет сократить потери материала и повысить точность резки. После этого кремниевая пластина поступает на процесс очистки, где поверхностные остатки удаляются с помощью ультразвуковой очистки и обработки химическими реагентами, что обеспечивает чистую и безупречную поверхность.

Для повышения механической прочности и коррозионной стойкости кремниевых пластин также требуется отжиг. Наконец, в соответствии с требованиями заказчика проводятся операции легирования, чтобы придать кремниевой пластине необходимые свойства проводимости. Весь производственный процесс осуществляется в цехе, защищенном от пыли, чтобы избежать внешних загрязнений, влияющих на качество продукции. Благодаря строгому процессу, описанному выше, монокристаллическая солнечная пластина достигла превосходного качества и производительности, заложив прочную основу для последующего производства фотоэлектрических модулей.

1. эффективное производство фотоэлектрических модулей

Монокристаллическая солнечная пластина является основным сырьем для современных и эффективных фотоэлектрических модулей. Благодаря своей полной кристаллической структуре и высокой чистоте она может значительно повысить эффективность фотоэлектрического преобразования солнечных элементов. Поэтому она широко используется в жилых системах генерации электроэнергии на крышах, интегрированных фотоэлектрических установках коммерческих зданий и строительстве крупных наземных электростанций, обеспечивая пользователей чистым и надежным источником электроэнергии.

2. аэрокосмическая отрасль

В аэрокосмической промышленности легкие и эффективные энергетические решения имеют решающее значение. Монокристаллическая солнечная пластина, благодаря своим превосходным возможностям фотоэлектрического преобразования и устойчивости к экстремальным условиям, стала основным источником питания для такого оборудования, как спутники и космические зонды. Ее стабильные выходные характеристики позволяют поддерживать длительную работу даже в суровых космических условиях.

3. мобильные энергетические устройства

С ростом популярности портативных энергетических устройств, таких как солнечные батареи и уличные фонари для кемпинга, монокристаллическая солнечная пластина стала важным компонентом этих продуктов. Ее компактная конструкция и эффективная способность улавливать энергию делают ее весьма подходящей для миниатюрных и легких мобильных энергетических устройств, удовлетворяя разнообразные потребности людей в электроэнергии в повседневной жизни.

4. сельское хозяйство и электрификация сельской местности

Монокристаллическая солнечная пластина играет незаменимую роль в отдаленных районах и проектах электрификации сельской местности. Она используется для создания автономных фотоэлектрических систем генерации электроэнергии, обеспечивая бесперебойное электроснабжение насосных станций орошения, осветительных установок и базовых станций связи, способствуя модернизации сельского хозяйства и улучшению условий жизни местных жителей.

5. новые технологические области

Помимо традиционного рынка фотоэлектрических систем, монокристаллические солнечные пластины также применяются в некоторых новых технологических областях, таких как распределенные микросети в умных городах, вспомогательные энергетические системы для автономных транспортных средств и модули с автономным питанием для датчиков Интернета вещей. Эти инновационные приложения еще больше расширяют свой рыночный потенциал и демонстрируют широкие перспективы развития.