通过将高效太阳能电池的生产时间缩短一半来促进光伏的发展

在生产硅太阳能电池时，重要的是要有高产量。随着越来越多的光伏装置在德国和世界范围内部署，这降低了生产成本并缓解了供应瓶颈。在弗劳恩霍夫太阳能系统研究所ISE的领导下，一个由工厂制造商、计量公司和研究机构组成的联盟已经提出了一个创新生产线的概念验证，该生产线的吞吐量为每小时15,000到20,000片晶圆，以满足这一需求.这代表了通常产量的两倍，这是由于对几个单独的工艺步骤的改进。

本周在米兰举行的第八届世界光伏能源转换大会将展示该研究项目的详细结果。

“到2021年，78%的硅太阳能电池是在中国生产的，”Dr.-Ing解释说。FraunhoferISE光伏生产技术部总监RalfPreu。“为了尽快部署更多太阳能装置并使我们的供应链更加稳健，欧洲应该重新建立自己的高效太阳能电池生产中心。通过提高产量和提高生产技术的资源效率，我们可以大大降低成本并释放我们将能够利用的可持续发展潜力，这要归功于工艺知识和卓越的工程技术。”

硅太阳能电池生产的新概念

该联盟调查了高效硅太阳能电池生产的每个阶段，以优化整个过程。几个工艺步骤需要新的发展。“对于某些流程，需要加速已建立的生产工作流程，而需要从头开始重新发明其他流程，”FraunhoferISE的项目经理FlorianClement博士解释道。“与我们目前看到的数字相比，在项目范围内开发的生产系统至少实现了两倍的吞吐量。”

其中一项新进展是，研究人员实施了新的动态激光设备，当晶圆在激光扫描仪下高速移动时，该设备会持续处理晶圆。对于太阳能电池的金属化，该联盟引入了圆网印刷，而不是当前的标准工艺平板丝网印刷。

太阳能电池的温度曲线以每分钟6米(红色)和20米/分钟(蓝色)的速度通过熔炉。学分：弗劳恩霍夫ISE

堆栈扩散和氧化

太阳能电池需要不同掺杂的部分，例如硅层和金属触点相遇的地方。FraunhoferISE研究人员将在这种情况下使用的扩散工艺和晶圆的热氧化整合到一个工艺步骤中。

晶圆不再单独放置，而是堆叠在一起在熔炉中进行处理。结果，氧化工艺产生了最终的掺杂分布并实现了表面钝化，同时将工艺的产量提高了2.4倍。

更快的在线熔炉工艺

在太阳能电池上的电极压印之后，电极与硅太阳能电池的接触在直列式炉的两侧形成。标准熔炉需要更大的加热室来增加此阶段的产量。

取而代之的是，该项目联合体在熔炉中安装了快三倍的传送带速度，并将烧结太阳能电池的质量与今天的标准进行了比较。他们能够显着提高产量，同时不影响太阳能电池的效率。

在熔炉中处理太阳能电池的速度显着加快不会影响效率。学分：弗劳恩霍夫ISE

非接触式测试和缺陷分析

为了表征完整的太阳能电池，该联盟设计了两个概念。实施了非接触式方法和使用滑动接触的方法，以使未来的生产线能够更快地测试电池。

这使得在测量细胞时保持每秒1.9米的连续速度成为可能，团队展示了两种概念的高测量精度。非接触式方法已申请专利。

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