Солнечные элементы на основе кремния - технология. Изготовление фотоэлектрических преобразователей

Достоинства и недостатки Siemens-процесса

Достоинства:

Недостатки:

· длительное время применяемый, хо­рошо отработанный процесс; · технологически возможно произ­водство высокочистого кремния, вплоть до «электронной» степени чистоты; · полезные (продаваемые) побочные продукты.

· формируется большое количество примесей, если жидкие или твердые химические соедине­ния растворимы в хлоридах; · потребность в неоднократной очистке ректификацией; · высокое энергопотребление процесса разложе­ния трихлорсилана при температуре около 1150 ºС; · малый выход кремния за один цикл осаждения; · потребность в переработке больших объемов материала; · высокая материалоемкость оснастки процесса; · большие объемы газообразных отходов.

В настоящее время более 80% производимых в мире солнечных фотоэлементов (ФЭП) изготавливается на основе кристаллического кремния. В 2009 г. 34% ФЭП были изготовлены на основе монокристаллического кремния, 47% - на основе поли- или мультикристаллического кремния, 1,5% - в виде микрокристаллических кремниевых лент. Около 17% мирового рынка солнечных фотоэлементов сегодня составляют ФЭП, производимые в виде тонких пленок таких материалов, как аморфный кремний, теллурид кадмия, диселенид меди и индия (CIS) и других, нанесенных на различные подложки.

Технологии производства ФЭП

В основу технологий производства монокристаллического кремния и PV-пластин на его основе положены два метода:

· метод Чохральского (Czochralski method, CZ) – выращивание монокристалла кремния из расплава поликристаллического кремния, с последующим его распилом на пластины и их полировкой;

· метод бестигельной зонной плавки (Float-Zone method, FZ) – выращивание монокристалла по направлению перемещения узкой зоны его расплава, созданной индукционным нагревом, с последующим распилом на пластины и их полировкой.

Производство мультикристаллического кремния и PV-пластин основано на методе направленной кристаллизации с последующим распилом мультикристалла кремния на прямоугольные блоки и далее – на пластины.

Большинство производимых в настоящее время кремниевых PV-пластин имеют толщину 210-240 мкм (лучшие показатели – 180 мкм) и размер пластин 100Х100 мм (4 дюйма), 125Х125 мм (5 дюймов), 150Х150 мм (6 дюймов), 210Х210 мм (8 дюймов). Согласно прогнозам, к 2010 г. толщина пластин уменьшится до 150 мкм, что должно привести к снижению коэффициента расхода кремния с 9 г/Вт до 7,5 г/Вт.

Дата добавления: 2013-12-12