Արևային բջիջներ

Արեգակնային բջիջները բաժանվում են բյուրեղային սիլիցիումի և ամորֆ սիլիցիումի, որոնցից բյուրեղային սիլիցիումային բջիջները կարող են հետագայում բաժանվել միաբյուրեղային բջիջների և բազմաբյուրեղ բջիջների.միաբյուրեղ սիլիցիումի արդյունավետությունը տարբերվում է բյուրեղային սիլիցիումի արդյունավետությունից:

Դասակարգում:

Չինաստանում սովորաբար օգտագործվող արևային բյուրեղային սիլիցիումի բջիջները կարելի է բաժանել.

Մեկ բյուրեղյա 125*125

Մեկ բյուրեղյա 156*156

Պոլիկյուրիստական ​​156*156

Մեկ բյուրեղյա 150*150

Մեկ բյուրեղյա 103*103

Պոլիկյուրիստական ​​125*125

Արտադրական գործընթացը:

Արեգակնային բջիջների արտադրության գործընթացը բաժանված է սիլիկոնային վաֆլի ստուգման՝ մակերևույթի տեքստուրավորում և թթուացում, դիֆուզիոն հանգույց, սիլիկոնային ապակի դեֆոսֆորացում, պլազմային փորագրում և թթուացում, հակաարտացոլային ծածկույթ, էկրան տպում, արագ սինթերինգ և այլն: Մանրամասները հետևյալն են.

1. Սիլիկոնային վաֆլի ստուգում

Սիլիկոնային վաֆլիները արևային մարտկոցների կրողներն են, և սիլիկոնային վաֆլիների որակը ուղղակիորեն որոշում է արևային մարտկոցների փոխակերպման արդյունավետությունը:Հետևաբար, անհրաժեշտ է ստուգել մուտքային սիլիկոնային վաֆլիները:Այս գործընթացը հիմնականում օգտագործվում է սիլիցիումի վաֆլի որոշ տեխնիկական պարամետրերի առցանց չափման համար, այդ պարամետրերը հիմնականում ներառում են վաֆլի մակերեսի անհարթությունը, փոքրամասնության կրիչի ժամկետը, դիմադրողականությունը, P/N տեսակը և միկրոճաքերը և այլն: Սարքավորումների այս խումբը բաժանված է ավտոմատ բեռնման և բեռնաթափման: , սիլիկոնային վաֆլի փոխանցում, համակարգի ինտեգրման մաս և չորս հայտնաբերման մոդուլներ:Դրանցից ֆոտոգալվանային սիլիկոնային վաֆլի դետեկտորը հայտնաբերում է սիլիկոնային վաֆլի մակերեսի անհավասարությունը և միաժամանակ հայտնաբերում է արտաքին տեսքի պարամետրերը, ինչպիսիք են սիլիկոնային վաֆլի չափը և անկյունագիծը.միկրո ճեղքերի հայտնաբերման մոդուլն օգտագործվում է սիլիկոնային վաֆլի ներքին միկրո ճաքերը հայտնաբերելու համար.Բացի այդ, կան երկու հայտնաբերման մոդուլներ, առցանց թեստային մոդուլներից մեկը հիմնականում օգտագործվում է սիլիցիումային վաֆլիների մեծածավալ դիմադրողականությունը և սիլիկոնային վաֆլիների տեսակը ստուգելու համար, իսկ մյուս մոդուլը օգտագործվում է սիլիկոնային վաֆլիների փոքրամասնության կրիչի ծառայության ժամկետը հայտնաբերելու համար:Մինչև փոքրամասնության կրիչի կյանքի տևողությունը և դիմադրողականությունը հայտնաբերելը, անհրաժեշտ է հայտնաբերել սիլիկոնային վաֆլի անկյունագծային և միկրոճեղքերը և ավտոմատ կերպով հեռացնել վնասված սիլիցիումային վաֆլի:Սիլիկոնային վաֆլի ստուգման սարքավորումները կարող են ավտոմատ կերպով բեռնել և բեռնաթափել վաֆլիները և կարող են չորակավորված արտադրանքները տեղադրել ֆիքսված դիրքում՝ դրանով իսկ բարելավելով ստուգման ճշգրտությունն ու արդյունավետությունը:

2. Մակերեւութային հյուսվածք

Միաբյուրեղ սիլիցիումի հյուսվածքի պատրաստումը սիլիցիումի անիզոտրոպ փորագրումն է` սիլիցիումի յուրաքանչյուր քառակուսի սանտիմետրի մակերեսի վրա միլիոնավոր քառանիստ բուրգեր ձևավորելու համար:Մակերեւույթի վրա ընկած լույսի բազմակի արտացոլման և բեկման շնորհիվ լույսի կլանումը մեծանում է, իսկ կարճ միացման հոսանքը և մարտկոցի փոխակերպման արդյունավետությունը բարելավվում են:Սիլիցիումի անիզոտրոպ փորագրման լուծույթը սովորաբար տաք ալկալային լուծույթ է:Հասանելի ալկալիներն են նատրիումի հիդրօքսիդը, կալիումի հիդրօքսիդը, լիթիումի հիդրօքսիդը և էթիլենդիամինը։Թավշի սիլիցիումի մեծ մասը պատրաստվում է նատրիումի հիդրօքսիդի էժան նոսր լուծույթի օգտագործմամբ՝ մոտ 1%, իսկ փորագրման ջերմաստիճանը 70-85 °C է։Միատեսակ թավշակ ստանալու համար լուծույթին պետք է ավելացնել նաև սպիրտներ, ինչպիսիք են էթանոլը և իզոպրոպանոլը, որպես կոմպլեքսացնող նյութեր՝ սիլիցիումի կոռոզիան արագացնելու համար:Նախքան թավշը պատրաստելը, սիլիկոնային վաֆլան պետք է ենթարկվի նախնական մակերեսային փորագրման, և մոտ 20-25 մկմ փորագրվի ալկալային կամ թթվային փորագրող լուծույթով։Թավշը փորագրվելուց հետո կատարվում է ընդհանուր քիմիական մաքրում։Մակերեւույթով պատրաստված սիլիկոնային վաֆլիները չպետք է երկար ժամանակ պահվեն ջրի մեջ՝ աղտոտումը կանխելու համար և պետք է հնարավորինս շուտ ցրվեն:

3. Դիֆուզիոն հանգույց

Արեգակնային մարտկոցներին անհրաժեշտ է մեծ տարածքի PN հանգույց՝ լույսի էներգիան էլեկտրական էներգիայի վերածելու համար, իսկ դիֆուզիոն վառարանը հատուկ սարքավորում է արևային բջիջների PN հանգույցի արտադրության համար:Խողովակային դիֆուզիոն վառարանը հիմնականում բաղկացած է չորս մասից՝ քվարցային նավակի վերին և ստորին մասերից, արտանետվող գազի խցիկից, վառարանի մարմնի մասից և գազի պահարանի մասից:Դիֆուզիան սովորաբար օգտագործում է ֆոսֆորի օքսիքլորիդ հեղուկ աղբյուրը որպես դիֆուզիոն աղբյուր:P տիպի սիլիցիումային վաֆլան լցրեք խողովակային դիֆուզիոն վառարանի քվարցային տարայի մեջ և օգտագործեք ազոտ՝ քվարցային տարայի մեջ ֆոսֆորի օքսիքլորիդ մտցնելու համար 850-900 աստիճան Ցելսիուս բարձր ջերմաստիճանում:Ֆոսֆորի օքսիքլորիդը փոխազդում է սիլիցիումի վաֆլի հետ՝ ստանալով ֆոսֆոր:ատոմ.Որոշ ժամանակ անց ֆոսֆորի ատոմները շուրջբոլորից ներթափանցում են սիլիցիումի վաֆլի մակերևութային շերտը և սիլիցիումի ատոմների միջև եղած բացերի միջով թափանցում և ցրվում են սիլիցիումի վաֆլի մեջ՝ ձևավորելով միջերես N-տիպի կիսահաղորդչի և P-ի միջև: տիպի կիսահաղորդիչ, այսինքն, PN հանգույց:Այս մեթոդով արտադրված PN հանգույցն ունի լավ միատեսակություն, թերթիկի դիմադրության անհավասարությունը 10%-ից պակաս է, իսկ փոքրամասնության կրիչի կյանքի տևողությունը կարող է լինել 10ms-ից ավելի:PN հանգույցի ստեղծումը արևային բջիջների արտադրության ամենահիմնական և կարևոր գործընթացն է:Քանի որ դա PN հանգույցի ձևավորումն է, էլեկտրոնները և անցքերը հոսելուց հետո չեն վերադառնում իրենց սկզբնական տեղերը, այնպես որ ձևավորվում է հոսանք, և հոսանքը դուրս է մղվում մետաղալարով, որը ուղղակի հոսանք է:

4. Դեֆոսֆորիլացման սիլիկատային ապակի

Այս գործընթացը օգտագործվում է արևային մարտկոցների արտադրության գործընթացում:Քիմիական փորագրման միջոցով սիլիցիումի վաֆլան ընկղմվում է ֆտորաթթվի լուծույթի մեջ՝ առաջացնելով քիմիական ռեակցիա՝ առաջացնելով լուծվող բարդ միացություն hexafluorosilicic թթու՝ դիֆուզիոն համակարգը հեռացնելու համար:Միացումից հետո սիլիկոնային վաֆլի մակերեսի վրա առաջացել է ֆոսֆոսիլիկատային ապակու շերտ:Դիֆուզիոն գործընթացի ընթացքում POCL3-ը փոխազդում է O2-ի հետ՝ ձևավորելով P2O5, որը նստում է սիլիկոնային վաֆլի մակերեսին:P2O5-ը փոխազդում է Si-ի հետ՝ առաջացնելով SiO2 և ֆոսֆորի ատոմներ։ Այսպիսով, սիլիցիումի վաֆլի մակերեսին ձևավորվում է SiO2-ի մի շերտ, որը պարունակում է ֆոսֆորային տարրեր, որը կոչվում է ֆոսֆոսիլիկատային ապակի։Ֆոսֆորային սիլիկատային ապակու հեռացման սարքավորումն ընդհանուր առմամբ բաղկացած է հիմնական մարմնից, մաքրող բաքից, servo drive համակարգից, մեխանիկական թևից, էլեկտրական կառավարման համակարգից և թթվի բաշխման ավտոմատ համակարգից:Էլեկտրաէներգիայի հիմնական աղբյուրներն են ֆտորաթթուն, ազոտը, սեղմված օդը, մաքուր ջուրը, ջերմային արտանետվող քամին և կեղտաջրերը:Հիդրոֆտորաթթուն լուծում է սիլիցիումը, քանի որ հիդրոֆտորաթթուն փոխազդում է սիլիցիումի հետ՝ առաջացնելով ցնդող սիլիցիումի տետրաֆտորիդ գազ:Եթե ​​հիդրոֆտորաթթուն չափազանց մեծ է, ռեակցիայի արդյունքում արտադրված սիլիցիումի տետրաֆտորիդը հետագայում փոխազդելու է ֆտորֆտորաթթվի հետ՝ առաջացնելով լուծելի բարդույթ՝ հեքսաֆտորսիլիկաթթու:

5. Պլազմային օֆորտ

Քանի որ դիֆուզիոն գործընթացի ընթացքում, նույնիսկ եթե հետևի դիֆուզիոն ընդունվի, ֆոսֆորն անխուսափելիորեն կցրվի բոլոր մակերեսների վրա, ներառյալ սիլիկոնային վաֆլի եզրերը:PN հանգույցի առջևի մասում հավաքված ֆոտոգեներացված էլեկտրոնները կհոսեն եզրային տարածքի երկայնքով, որտեղ ֆոսֆորը ցրվում է դեպի PN հանգույցի հետևի կողմը՝ առաջացնելով կարճ միացում:Հետևաբար, արևային մարտկոցի շուրջ սիլիցիումը պետք է փորագրվի, որպեսզի հեռացվի բջիջի եզրին գտնվող PN հանգույցը:Այս գործընթացը սովորաբար կատարվում է պլազմայի փորագրման տեխնիկայի միջոցով:Պլազմայի փորագրումը գտնվում է ցածր ճնշման վիճակում, ռեակտիվ գազի CF4-ի մայր մոլեկուլները գրգռված են ռադիոհաճախականության հզորությամբ՝ առաջացնելով իոնացում և ձևավորել պլազմա:Պլազման կազմված է լիցքավորված էլեկտրոններից և իոններից։Էլեկտրոնների ազդեցության տակ ռեակցիայի պալատի գազը կարող է կլանել էներգիան և ձևավորել մեծ թվով ակտիվ խմբեր, բացի իոնների վերածվելուց:Ակտիվ ռեակտիվ խմբերը հասնում են SiO2-ի մակերևույթին դիֆուզիայի կամ էլեկտրական դաշտի ազդեցության տակ, որտեղ քիմիապես արձագանքում են փորագրվող նյութի մակերեսին և ձևավորում են ցնդող ռեակցիայի արտադրանքներ, որոնք առանձնանում են նյութի մակերեսից։ փորագրված, և վակուումային համակարգով դուրս են մղվում խոռոչից:

6. Հակաարտացոլային ծածկույթ

Հղկված սիլիցիումի մակերեսի արտացոլումը 35% է:Մակերեւույթի արտացոլումը նվազեցնելու և բջջի փոխակերպման արդյունավետությունը բարելավելու համար անհրաժեշտ է տեղավորել սիլիցիումի նիտրիդային հակաարտացոլող թաղանթ:Արդյունաբերական արտադրության մեջ PECVD սարքավորումը հաճախ օգտագործվում է հակաարտացոլման ֆիլմերի պատրաստման համար:PECVD-ն պլազմայի ուժեղացված քիմիական գոլորշիների նստվածք է:Դրա տեխնիկական սկզբունքն է օգտագործել ցածր ջերմաստիճանի պլազմա որպես էներգիայի աղբյուր, նմուշը տեղադրվում է լույսի արտանետման կաթոդի վրա ցածր ճնշման տակ, փայլի արտանետումն օգտագործվում է նմուշը նախապես որոշված ​​ջերմաստիճանի տաքացնելու համար, այնուհետև համապատասխան քանակությամբ: ներմուծվում են ռեակտիվ գազեր SiH4 և NH3:Մի շարք քիմիական ռեակցիաներից և պլազմային ռեակցիաներից հետո նմուշի մակերեսին ձևավորվում է պինդ վիճակի թաղանթ, այսինքն՝ սիլիցիումի նիտրիդային թաղանթ։Ընդհանուր առմամբ, պլազմայի միջոցով ուժեղացված քիմիական գոլորշիների նստեցման մեթոդով նստած թաղանթի հաստությունը կազմում է մոտ 70 նմ:Այս հաստության ֆիլմերն ունեն օպտիկական ֆունկցիոնալություն:Օգտագործելով բարակ ֆիլմի միջամտության սկզբունքը, լույսի արտացոլումը կարող է զգալիորեն կրճատվել, մարտկոցի կարճ միացման հոսանքը և ելքը մեծապես մեծանում են, ինչպես նաև արդյունավետությունը մեծապես բարելավվում է:

7. Էկրան տպագրություն

Այն բանից հետո, երբ արևային մարտկոցն անցել է հյուսվածքավորման, դիֆուզիայի և PECVD գործընթացների միջով, ձևավորվել է PN հանգույց, որը կարող է առաջացնել հոսանք լուսավորության տակ:Ստեղծված հոսանքը արտահանելու համար անհրաժեշտ է մարտկոցի մակերեսին դրական և բացասական էլեկտրոդներ պատրաստել։Էլեկտրոդներ պատրաստելու բազմաթիվ եղանակներ կան, և էկրան տպագրությունը արևային բջիջների էլեկտրոդների արտադրության ամենատարածված արտադրական գործընթացն է:Էկրան տպագրությունը հիմքի վրա նախապես որոշված ​​նախշ տպելն է՝ դաջվածքի միջոցով:Սարքավորումը բաղկացած է երեք մասից՝ մարտկոցի հետևի մասում արծաթ-ալյումինե մածուկի տպագրություն, մարտկոցի հետևի մասում ալյումինե մածուկի տպագրություն և մարտկոցի առջևի մասում արծաթե մածուկի տպագրություն։Դրա աշխատանքի սկզբունքն է՝ օգտագործել էկրանի օրինաչափության ցանցը՝ ցեխի մեջ ներթափանցելու համար, քերիչով որոշակի ճնշում գործադրել էկրանի ցեխոտ հատվածի վրա և միաժամանակ շարժվել դեպի էկրանի մյուս ծայրը։Թանաքը սեղմվում է գրաֆիկական մասի ցանցից դեպի ենթաշերտը, երբ այն շարժվում է քամիչով:Մածուկի մածուցիկ ազդեցության շնորհիվ դրոշմը ամրագրվում է որոշակի տիրույթում, և քամիչը տպագրության ժամանակ միշտ գծային շփման մեջ է էկրանի տպագրական ափսեի և ենթաշերտի հետ, իսկ շփման գիծը շարժվում է մամլիչի շարժումով մինչև ավարտը: տպագրական հարվածը.

8. արագ սինթրում

Էկրանով տպագրված սիլիկոնային վաֆլը չի ​​կարող ուղղակիորեն օգտագործվել:Այն պետք է արագ թրծվի սինթրեման վառարանում, որպեսզի այրվի օրգանական խեժը կապող նյութը՝ թողնելով գրեթե մաքուր արծաթե էլեկտրոդներ, որոնք սերտորեն կպչում են սիլիկոնային վաֆլիին՝ ապակու գործողության պատճառով:Երբ արծաթի էլեկտրոդի և բյուրեղային սիլիցիումի ջերմաստիճանը հասնում է էվեկտիկական ջերմաստիճանի, բյուրեղային սիլիցիումի ատոմները որոշակի համամասնությամբ ինտեգրվում են հալված արծաթի էլեկտրոդի նյութին, դրանով իսկ ձևավորելով վերին և ստորին էլեկտրոդների օմմիկ շփումը և բարելավելով բաց միացումը: լարման և բջիջի լցման գործակիցը:Հիմնական պարամետրն այն է, որ այն ունենա դիմադրողական բնութագրեր՝ բջիջի փոխակերպման արդյունավետությունը բարելավելու համար:

Պղտորման վառարանը բաժանված է երեք փուլերի՝ նախաքաղցման, ցրման և հովացման:Նախաքաղցման փուլի նպատակն է քայքայել և այրել պոլիմերային կապակցիչը ցեխի մեջ, և այս փուլում ջերմաստիճանը դանդաղորեն բարձրանում է.Պղծման փուլում տարբեր ֆիզիկական և քիմիական ռեակցիաներ են ավարտվում սինթրեված մարմնում՝ ձևավորելով դիմադրողական թաղանթային կառուցվածք՝ դարձնելով այն իսկապես դիմադրողական:, այս փուլում ջերմաստիճանը հասնում է գագաթնակետին.Սառեցման և հովացման փուլում ապակին սառչում է, կարծրացնում և ամրացնում, այնպես որ դիմադրողական թաղանթի կառուցվածքը ամուր կպչում է հիմքին:

9. Ծայրամասային սարքեր

Բջիջների արտադրության գործընթացում անհրաժեշտ են նաև ծայրամասային սարքավորումներ, ինչպիսիք են էլեկտրամատակարարումը, էլեկտրամատակարարումը, ջրամատակարարումը, դրենաժը, օդափոխման և օդորակման, վակուումը և հատուկ գոլորշին:Հրդեհային պաշտպանության և շրջակա միջավայրի պաշտպանության սարքավորումները նույնպես հատկապես կարևոր են անվտանգության և կայուն զարգացման ապահովման համար:Տարեկան 50 ՄՎտ հզորությամբ արևային մարտկոցների արտադրության գծի համար միայն գործընթացի և էներգիայի սարքավորումների էներգիայի սպառումը կազմում է մոտ 1800 ԿՎտ:Գործընթացի մաքուր ջրի քանակը կազմում է մոտ 15 տոննա ժամում, իսկ ջրի որակի պահանջները համապատասխանում են Չինաստանի էլեկտրոնային դասի ջրի GB/T11446.1-1997 EW-1 տեխնիկական ստանդարտին:Գործընթացի հովացման ջրի քանակը նույնպես ժամում մոտ 15 տոննա է, ջրի որակի մեջ մասնիկների չափը չպետք է լինի 10 մկմ-ից ավելի, իսկ ջրի մատակարարման ջերմաստիճանը պետք է լինի 15-20 °C:Վակուումային արտանետման ծավալը մոտ 300M3/H է:Միաժամանակ, պահանջվում է նաև մոտ 20 խմ ազոտի և 10 խորանարդ մետր թթվածնի պահպանման բաքեր։Հաշվի առնելով հատուկ գազերի, ինչպիսին է սիլանի անվտանգության գործոնները, անհրաժեշտ է նաև հատուկ գազասենյակ ստեղծել՝ արտադրության անվտանգությունը բացարձակապես ապահովելու համար։Բացի այդ, սիլանի այրման աշտարակները և կեղտաջրերի մաքրման կայանները նույնպես անհրաժեշտ սարքավորումներ են բջջային արտադրության համար: