在光伏(PV)电池的生产过程中,粗糙的过程通常会在未完成的电池中产生微裂纹,从而导致电池在制造过程中破裂。这导致了巨大的损失,在制造过程中多达5-10%的所有PV晶圆被破坏!但是现在,美国能源部国家可再生能源实验室(NREL)的研究人员创建了一种仪器,该仪器能够对无法通过整个过程的晶圆进行分类,从而可以节省数十亿美元用于光伏公司。
具体来说,研究人员希望在晶圆经过昂贵的掺杂工艺之前,从状况较好的晶圆中挑选出带有微裂纹的晶圆。这种新开发的仪器可以做到这一点。
新的硅光伏晶片筛分系统(SPWSS)是一个立方体形的熔炉,每侧约15英寸,可以很容易地改装成现有的装配线。
NREL写道,它的工作原理是使“硅晶片以精心校准的高温形式承受热应力”。“这个过程看起来很像烤面包带,它将冷的三明治变成温暖的三明治。当每个晶片穿过狭窄的15毫米高强度照明区时,晶片的不同条带都暴露在热中。这样,应力就会传播通过晶圆。”
“温度可以精确校准-最有用的是将温度与晶圆的厚度相关联,因为晶圆越薄,承受的压力就越小。每个制造商的晶圆承受应力的程度不同,因此可以通过计算机精确校准SPWSS,以满足每个太阳能电池制造商的需求。”
重要的是,仪器本身非常节能。由于内置有反射腔,因此几乎消耗了电源的100%能量。这有助于使能源成本保持在非常低的水平,比晶圆的一分钱还低得多。
研究人员认为,为了保持美国的太阳能生产,而不是像许多美国工业一样将其外包,必须在生产效率和节省成本的技术方面进行此类改进。而且,这还应有助于使太阳能与其他能源的成本竞争更快。
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