剥离膜制备太阳能电池



北极星太阳能光伏网讯: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。

采用传统工艺,一毫米的硅可以制成约3个太阳能电池硅片。阿斯特罗瓦特公司说,它可以制成5个或更多的硅片,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,硅片被加热,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硅片,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硅片。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硅片,它们不能采用现有的电池制造设备。拉杰什·饶(RajeshRao)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。




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