В производственном процессе фотоэлектрических ячеек контроль температуры является ключевым фактором, влияющим на эффективность и стабильность ячеек.
Ниже приведены методы контроля температуры и ключевые точки каждой основной производственной ссылки:
1. Диффузионная связь
- Функция: образование перехода PN на поверхности кремниевой пластины с помощью высокотемпературной диффузии.
- Диапазон температуры: обычно от 800 ~ 1000 градусов, в зависимости от источника диффузии (например, диффузия фосфора или диффузия бора).
- Метод управления:
- Трубчатая диффузионная печь с системой управления температурой высокой устойчивости (например, управление ПИД), чтобы сохранить колебания температуры в пределах ± 1 градус.
- Кремниевые пластины загружаются через кварцевые лодки и равномерно нагреваются, чтобы избежать локальных температурных различий.
- Мониторинг температуры и регуляции скорости реакции в реальном времени по потоку газа (например, кислород, азот).
2. Процесс травления
- Функция: удалите избыточный материал с краев или поверхностей и оптимизируйте структуру ячейки.
- Диапазон температуры:
- Мокрое травление: температура раствора обычно контролируется при 20 ~ 30 градусах, чтобы избежать чрезмерно насильственных реакций.
- Сухое травление (например, травление в плазме): температура полости оборудования должна быть стабильной на расстоянии 50 ~ 150 градусов, чтобы предотвратить повреждение кремниевой пластины.
- Метод управления:
- Мокрые травление использует термостатическую водяную баню или теплообменник для поддержания температуры раствора.
- Сухое травление регулирует температуру камеры через встроенную систему контроля температуры машины, такую как водяное охлаждение или нагрев сопротивления.
3. Осаждение тонкой пленки (например, PECVD)
- Функция: осаждение анти-рефлексивных покрытий или слоев пассивации (например, SINX) на поверхности кремниевых пластин.
- Диапазон температуры: процесс низкой температуры (200 ~ 400 градусов), чтобы избежать вторичного повреждения кремниевых пластин из -за высокой температуры.
- Метод управления:
- Используйте устройство химического пары (PECVD) с усиленным плазмой (PECVD), чтобы контролировать температуру реакции с помощью РЧ-мощности и потока газа.
- Измерение инфракрасной температуры используется в полости для контроля температуры кремниевой пластины в режиме реального времени для обеспечения однородности.
4. Транскую печать и спекание
- Функция: печать электрода и формирование проводящего контакта путем спекания.
- Диапазон температуры:
- Стадия сушки: 100 ~ 150 градусов для удаления растворителей.
- Стадия спекания: пиковая температура составляет около 750 ~ 850 градусов, чтобы обеспечить слияние суспензии и кремниевой пластины.
- Метод управления:
- Используйте печь спекания цепи с контролем температуры секции (например, предварительное нагревание, спекание, зона охлаждения).
- Единое нагревание инфракрасным нагревом или циркуляцией горячего воздуха, чтобы избежать отряда электродов или деформации пластин.
5. Контроль температуры окружающей среды
- Требования к чистую комнату: производственный семинар должен поддерживать постоянную температуру и влажность (такую как температура 22 ± 2 градуса, влажность 40 ~ 60%), чтобы предотвратить окисление кремния или ухудшение точности оборудования.
- Охлаждение оборудования: мощное оборудование (например, диффузионные печи, PECVD) должно быть оснащено системой охлаждающей воды, чтобы избежать перегрева.
6. Мониторинг и обратная связь
- Датчики: используйте термопары, инфракрасные термометры или волоконно -оптические датчики для мониторинга критических температур узлов в режиме реального времени.
- Система автоматизации: управление замкнутым контуром достигается путем динамического регулирования параметров нагрева/охлаждения через системы ПЛК или DCS.
Ключевые проблемы и решения
- Проблемы с однородностью: независимый контроль температуры в нескольких температурных зонах и оптимизированная конструкция потока газа (например, распределение газа в диффузионных печи).
- Быстрый рамп и температура: используйте высокоэффективные теплопроводящие материалы, такие как графитовые лодки, или оптимизируйте структуру печи, чтобы уменьшить тепловую инерцию.
- Различная совместимость процесса: например, трудным оксидным слоем ячеек Topcon необходимо подготовить при низкой температуре (около 300 градусов), что должно соответствовать способности оборудования для контроля температуры.
Благодаря вышеуказанным стратегиям контроля температуры эффективность преобразования и выход фотоэлектрических клеток могут быть значительно улучшены. В фактическом производстве параметры температуры должны быть скорректированы в соответствии с конкретным процессом (например, Perc, HJT, Topcon).