专业定制医疗锂电池
18年专注锂电池定制
机器人电池定制
低温锂电池

剥离膜制备太阳能电池

钜大LARGE  |  点击量:324次  |  2019年08月05日  

摘要
中国电池网今天,大多数太阳能电池的制备工艺,都是把几乎一半的原材料,也就是高度提炼和加工的晶硅,变成锯屑。有一个新工艺,开发者是新创公司阿斯特罗瓦特公司(Astrowatt),目的是消除大部分这样的浪费,同
今天,大多数太阳能电池的制备工艺,都是把几乎一半的原材料,也就是高度提炼和加工的晶硅,变成锯屑。有一个新工艺,开发者是新创公司阿斯特罗瓦特公司(Astrowatt),目的是消除大部分这样的浪费,同 今天,大多数太阳能电池的制备工艺,都是把几乎一半的原材料,也就是高度提炼和加工的晶硅,变成锯屑。有一个新工艺,开发者是新创公司阿斯特罗瓦特公司(Astrowatt),目的是消除大部分这样的浪费,同时使太阳能电池更高效。
传统太阳能电池的制备,需要锯开成块晶硅,形成的晶圆大约180微米厚。由于锯子锯开硅,因此,会把几乎等量的硅(这一层有100至150微米厚)转变成锯屑,这些锯屑通常不能重复使用。


太阳能剥离膜:这一25微米的薄膜属于晶硅,沉积在一层金属上,制备时使用了一种新技术。
采用传统工艺,一毫米的硅可以制成约3个太阳能电池晶圆。阿斯特罗瓦特公司说,它可以制成5个或更多的晶圆,就使等量的材料,这主要是需要取代锯子,采用一种技术,可以剥离薄层硅膜,脱离厚硅片。
阿斯特罗瓦特公司和几家公司,都希望大幅降低所需硅量,以制备太阳能电池。虽然硅的价格在最近几年已经下降,但是,在太阳能电池板制造中,它仍然是最昂贵的一项。
阿斯特罗瓦特公司的工艺,首先要锯开硅块,形成比较厚的硅片,每片近1毫米厚。然后,公司修饰每片晶圆的上部,这样就可以用作太阳能电池的背片,这一工艺最后要沉积一层金属到晶圆上。
接下来,晶圆被加热,使材料内部形成张力,因为金属和硅的膨胀有不同的速度。使用一个楔子,在变形的硅的边缘,戳开一条缝,裂缝就会从一个边缘扩散到另一个边缘,这样,工程师最终就可以剥离金属膜,连同一层薄薄的25微米的硅。重要的是,硅的晶体结构使裂纹可以均匀扩散到整个晶圆,而且硅是柔性的,所以它不会碎裂,而会脱落下来。
由此产生的金属硅薄膜,随后要进一步加工,形成太阳能电池的正面。整个过程可以重复进行,会继续有25微米的薄层剥离原始厚晶圆。这完工后,形成的就是一片晶圆,但仍然比较厚,从180微米到几百微米不等。它可以用来制作传统的太阳能电池,也可以回收,回炉制成硅块。(不同于锯末,这种晶圆仍具有足够高的质量,可以进行回收。)
其他公司制备薄片晶硅,使用的是新的锯切技术或其他方法。但是,其他方法往往会产生脆弱的晶圆,它们不能采用现有的电池制造设备。拉杰什·饶(Rajesh Rao)是这家公司的技术总监,他表示,阿斯特罗瓦特公司电池的金属背片,使它们更耐用。
这家公司已经演示了这项技术,在实验室制成大的8英寸宽的晶圆,而小型太阳能电池接近15%的效率。这效率稍低于传统晶体硅太阳能电池,但是,研究人员尚未使用于所有已知的方法,以提高太阳能电池的效率。事实上,这些电池理论上可以达到更高的效率,胜过传统的硅太阳能电池,因为它们更薄,这使它更容易让电子离开电池,产生电力。
下一步是演示这一工艺的商用级设备。这一工艺所有步骤的完工,采用的机器几乎都见于太阳能电池工厂。
到目前为止,阿斯特罗瓦特公司已筹集到一笔未公开金额的资金,这是首轮风险投资,还有150万美元是属于美国能源部的日照计划(Sunshot),目的是使太阳能发电可以竞争过化石燃料电力。
这种方法确实有一些缺点。金属硅薄膜会微微上卷,这使它们有点难以处理,因为是传统的生产线。此外,不像其他一些方法,这种方法并不是完全不需要制成晶硅块,再锯开它,但是,它确实大大降低了需要锯开的数量。
其他方法,比如,有一种方法,开发者是新创公司1366技术公司(1366 Technologies),目的是完全取消这些步骤,这可能进一步降低制造成本。然而,这种技术有它自身的挑战,包括实现高产量和生产高品质的硅。

点击阅读更多 v
立即咨询
钜大精选

钜大核心技术能力