Jak powstają tabliczki krzemowe?
Czy zastanawialiście się jak powstaje serce modułów fotowoltaicznych czyli tabliczki krzemowe?
Dzięki nim właśnie możemy się cieszyć energią wytwarzaną w procesie fotowoltaicznych o którym już tyle razy pisałem. Zerknijmy zatem w dużym skrócie na cały proces i stwórzmy ogólne ramy procesu technologicznego. W innym wpisie przyjrzymy się zaś poszczególnym etapom powstawania wafli krzemowych w bardziej dokładnej i precyzyjnej formie. Pamiętajcie, że zwłaszcza etapy od 5 mogą przebiegać w innej formie oraz kolejności (zależy to głównie od zamawiającego i jego potrzeb).
1. Wyciąganie sztab krzemu metodą Jana Czochralskiego – jak powstają tabliczki krzemowe?
W metodzie Czochralskiego bryłki krzemu polikrystalicznego umieszcza się w tyglu kwarcowym. Ten natomiast osadzony jest w tyglu grafitowym otoczonym grzejnikami grafitowymi w komorze wyciągania kryształów. Te bryłki są topione przez ogrzewanie w atmosferze argonu w próżni, a następnie powoli ciągnięte za pomocą kryształu zaszczepiającego.
2. Okrągłe, walcowe sztabki krzemu monokrystalicznego.
Bryły monokrystalicznego krzemu, na koniec procesu, mają kształt belki lub walca. Ma on stożkowo zakończoną głownię i ogon, aby zapobiec przemieszczeniom spowodowanym szokiem termicznym.
3. Szlifowanie ”obwodowe” bloku krzemowego
Następuje cięcie walca krzemu na kilka bloków o określonej długości po zeszlifowaniu jego obwodu do określonej średnicy. Tworzy się albo orientacja płaska, albo wycięcie jest dodawane do części obrzeża, aby uzyskać właściwą orientację kryształu.
4. ”Krojenie na plastry”
Przy produkcji wafli o dużej średnicy blok tniemy piłą drucianą naraz na wiele wafli. W cyklu produkcyjnym wafli o małej średnicy tniemy jeden po drugim za pomocą obrotowego diamentowego wewnętrznego ostrza obwodowego.
5. Fazowanie (zaokrąglanie obwodowe)
Szlifujemy obwód płytki krzemowej narzędziem diamentowym w celu uzyskania wymaganej średnicy produktu. Wykorzystujemy różne rodzaje kamieni szlifierskich do kształtowania krawędzi wafla. Proces ten tworzy unikalny kształt krawędzi wybrany przez Zamawiającego.
6. Docieranie (docieranie dwustronne)
Wafle krzemowe umieszczamy w nośniku, który wiruje między dwiema obracającymi się płytami docierającymi. Obie powierzchnie płytek są docierane w celu usunięcia uszkodzonej warstwy powierzchniowej i uzyskania z góry ustalonej jednorodnej grubości.
7. Trawienie (polerowanie chemiczne)
Płytki są umieszczane i trawione w klatce nośnej, która obraca się w roztworze trawiącym, aby całkowicie usunąć uszkodzoną powierzchnię powstałą w wyniku poprzedniego cięcia i docierania. Kwas jest używany do wytrawiania roztworu, ale ostatnio stosuje się również połączenie z zasadą.
8. Obróbka cieplna
Obróbka cieplna niszcząca niestabilne elementy strukturalne jest stosowana w celu przywrócenia pierwotnie zamierzonej rezystancji właściwej. Takie niestabilne elementy zazwyczaj pochodzące od tlenu, generowane są podczas wyciągania kryształów. Na tym etapie ulegają anihilacji.
9. Polerowanie (polerowanie lustrzane jednostronne) – jak powstają tabliczki krzemowe?
Tabliczkę krzemową zamocowaną na podstawie ceramicznej dociska się do powierzchni obracającej się płytki pokrytej płótnem polerskim. Następuje proces polerowania, aby uzyskać lustrzaną powierzchnię w wyniku połączonego działania mechaniczno-chemicznego.
10. Czyszczenie
Wafle są czyszczone fizycznie i chemicznie przy użyciu ultraczystej wody i chemikaliów.
11. Inspekcje
Powierzchnia (”płaskość”) płytki i czystość powierzchni (wolna od cząstek) to kluczowe czynniki. Wyznaczniki jakościowe poszczególnych płytek i cząstki należy zmierzyć za pomocą specjalnie zaprojektowanych narzędzi kontrolnych, aby zapewnić pożądane wartości płytek.
12. Opakowania
Wafle krzemowe pakujemy w czystą skrzynkę transportową i szczelnie zamykane w specjalnej torebce odpornej na wilgoć.
13. Wysyłka
Wafle umieszczamy w amortyzujących pudełkach wysyłkowych w celu ochrony przed uszkodzeniami spowodowanymi wstrząsami.
W innych wpisach zajmiemy się dokładniej niektórymi z najbardziej istotnych etapów produkcji wafli krzemowych. Opowiem Wam też jak wyglądają duże azjatyckie fabrki krzemu i czemu tak niezbezpiecznym zjawiskiem jest chińska dominacja w tej branży.
Planujecie budowę swojej farmy fotowoltaicznej lub poszukujecie firmy świadczącej usługi O&M?
Chcecie zakupić projekt farmy fotowoltaicznej lub wiatrowej i potrzebujecie sprawnie i profesjonalnie wykonać audyt / due diligence?
Poszukujecie recyklera paneli fotowoltaicznej lub firmy myjącej instalacje i farmy fotowoltaiczne?
Zapraszamy do kontaktu z Nami!
