紅外爐的出現(xiàn)幫助生產(chǎn)者提高了產(chǎn)量的同時(shí)還提升了電池效率。
水晶PV太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)包含幾個(gè)關(guān)鍵的步驟:首先是硅片清洗和同質(zhì)化處理,然后再進(jìn)行擴(kuò)散,接著進(jìn)行去磷硅玻璃和減反射制備,最后進(jìn)行合金化處理。
生產(chǎn)過(guò)程中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)出問(wèn)題,生產(chǎn)出來(lái)的電池要么報(bào)廢,要么就是低劣品。大多數(shù)情況下,上述步驟除合金化處理外其他都能夠很好地進(jìn)行,并嚴(yán)格按照流程來(lái)操作。當(dāng)前生產(chǎn)過(guò)程中的良品率在很大程度上依靠的是經(jīng)驗(yàn),而不是理論。然而,在燒結(jié)過(guò)程中的優(yōu)化處理可以幫助生產(chǎn)者降低成本。
銀漿燒制程序從550度融化玻璃料開(kāi)始,熔融的玻璃料刻蝕ARC薄膜,并繼續(xù)到達(dá)SIO2的表面,造成輕微腐蝕。此時(shí),銀納米粒子跟釉料到達(dá)被輕微腐蝕的硅表面,銀和硅的合金化也是發(fā)生在這一刻。銀和硅的合金化對(duì)于提高表面附著力非常重要,剩余的銀粒子被裝入遭到侵蝕的硅表面上再遷移到發(fā)射區(qū),以便導(dǎo)電。這一過(guò)程中,發(fā)生了什么,我們很難把握。例如,燒制溫度我們普遍設(shè)在820度或者稍低,這至少低于銀/硅的共晶溫度-15度,關(guān)于這一過(guò)程是如何發(fā)生的,有一種可能的解釋是,催化反應(yīng)的發(fā)生低于銀/硅的共晶溫度。這也可以解釋為什么這一過(guò)程高度依賴于粘性組合物。充分利用確切的機(jī)制,以限制在發(fā)射極區(qū)域的銀粒子的無(wú)沖孔路口遷移。以熱力學(xué)定律計(jì)算用于移動(dòng)銀納米粒子的焓的作法并不是理論上那么簡(jiǎn)單,如今的光伏制造行業(yè)每臺(tái)燒結(jié)爐的生產(chǎn)量以十萬(wàn)計(jì)數(shù),而實(shí)際燒結(jié)持續(xù)時(shí)間只有幾秒鐘。藍(lán)光效應(yīng)使交界深度日益變淺。
隨著交界處的深度降低,如果不是更困難的話,合金燒結(jié)的過(guò)程控制就變得越來(lái)越重要,低溫?zé)坪透邷責(zé)贫际呛苷5?。在某些極端情況下,電池可能由于溫度過(guò)高而被分流,即使它們僅僅是幾秒鐘過(guò)熱??傮w而言,盡管許多翔實(shí)的科學(xué)文章試圖解釋燒制過(guò)程中的奧秘,但現(xiàn)在靠的還是一些經(jīng)驗(yàn)方法來(lái)提高效率,降低生產(chǎn)者的成本。在極端情況下的高產(chǎn)出率依賴于多功能存儲(chǔ)設(shè)備對(duì)溫度的迅速分析,以及穩(wěn)定的輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)器和均衡的氣流系統(tǒng)。調(diào)整后的燒結(jié)爐,其
爐內(nèi)預(yù)計(jì)溫度將保持一致,沒(méi)有變化。到目前為止,我們只討論了發(fā)射極銀接觸面的形成,在一個(gè)p-型襯底中,背面電極的形成有賴于銀的進(jìn)化過(guò)程。早在20世紀(jì)70年代末,正面和背面的接觸極是單獨(dú)在爐內(nèi)中燒制的,因?yàn)樵诠簿囟鹊娘@著差異,二次燒結(jié)被認(rèn)為是必要的,除了增加經(jīng)營(yíng)成本,二次燒結(jié)也降低了由于額外的熱過(guò)程對(duì)電池的損害。金屬帶與另外單獨(dú)的兩側(cè)加熱器控件形成一個(gè)熱障,兩側(cè)的熱控制器還可以讓鋁/硅變成更加高效的++P.
對(duì)于N型太陽(yáng)能電池,正面和背面電極都用銀漿,一起燒制比單個(gè)燒制更加有效。迄今,傳送帶共同燒制的辦法,讓生產(chǎn)者提高了產(chǎn)量。但是,還是要注意,光伏產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)上的成功在很大程度上依賴于金屬粘貼融合技術(shù),今天,與銀粘合技術(shù)一起,正常絲網(wǎng)印刷(NSP)是最常用的。有兩個(gè)更精細(xì)的過(guò)程,可以產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)的邊緣線:噴墨和激光電鍍,然而,在進(jìn)行比較時(shí),制造商必須在他們的生產(chǎn)中平衡的需求與生產(chǎn)的過(guò)程成本。另外,不論是噴墨技術(shù)還是激光電鍍工藝,必須經(jīng)過(guò)良好的退火工序處理,總體而言,紅外輸送爐仍然被認(rèn)為是最有效的設(shè)備,它提供了最低的運(yùn)營(yíng)成本。