Het productieproces van fotovoltaïsche cellen omvat complexe technische technieken en het productieproces van verschillende fotovoltaïsche technologieën (zoals kristallijn silicium, dunne films, enz.). Hier volgt een kort overzicht van het productieproces voor fotovoltaïsche cellen van kristallijn silicium, het meest voorkomende type fotovoltaïsche cel:
Zuiverende siliciumgrondstoffen: Silicium is het meest gebruikte halfgeleidermateriaal in fotovoltaïsche cellen. Allereerst moet de siliciumgrondstof worden gezuiverd om de zuiverheid te bereiken die vereist is voor fotovoltaïsche cellen. Dit wordt meestal bereikt door chemische dampafzetting (CVD) om polysilicium te produceren.
Productie van siliciumstaven: Het gezuiverde polysilicium wordt gesmolten en bij een bepaalde temperatuur gestold om siliciumstaven te vormen. Dit proces kan worden uitgevoerd via het Czochralski-proces (CZ-methode) of de Float Zone (FZ-methode). De CZ-methode omvat het onderdompelen van een langwerpig monokristallijn siliciumzaadkristal in gesmolten silicium, en het vervolgens langzaam optillen en roteren om het silicium op het kiemkristal te laten stollen en zo een grote monokristallijne siliciumstaaf te vormen. De FZ-regel is om silicium geleidelijk te laten stollen tot een enkel kristal door het verwarmingsgebied op de siliciumgrondstofstaaf te verplaatsen.
Siliciumblokken snijden:Siliciumstaven worden in dunne plakjes gesneden, dat wil zeggen siliciumwafels. Deze wafels zijn doorgaans tussen 150 en 200 micron dik. Bij het snijden kan gebruik worden gemaakt van een meerdraadssnijmachine, die een fijne draad (meestal staal- of diamantdraad) gebruikt om siliciumstaven te snijden.
Reinigen en polijsten van siliciumwafels: Gesneden siliciumwafels moeten worden gereinigd en gepolijst om onzuiverheden en schade aan het oppervlak te verwijderen en een glad oppervlak te garanderen om de foto-elektrische conversie-efficiëntie te verbeteren.
Fabricage van fotovoltaïsche celstructuur: Siliciumwafels ondergaan een reeks bewerkingen om de structuur van fotovoltaïsche cellen te vormen. Dit omvat het aanbrengen van een antireflecterende coating op de wafer om het verlies aan lichtreflectie te verminderen, evenals het vormen van een PN-overgang op de wafer door diffusie, ionenimplantatie, enz., wat een belangrijk onderdeel is van de foto-elektrische conversie van fotovoltaïsche cellen.
Elektrode fabricage: Elektroden worden op het oppervlak van een siliciumwafel gemaakt, meestal door de voorkant van de siliciumwafel te bedekken met een laag geleidend materiaal (zoals aluminium of zilverpasta) en deze vervolgens te fixeren door middel van een sinterproces. Op de achterkant van de siliciumwafel zijn ook elektroden aangebracht om de uitvoer van elektrische stroom te vergemakkelijken.
Inkapseling: Vervaardigde individuele fotovoltaïsche cellen worden samengevoegd tot fotovoltaïsche modules. Deze batterijen zijn in serie of parallel geschakeld om de benodigde spanning en stroom te produceren. De batterij wordt vervolgens ingekapseld tussen het glas en de achterplaat om de batterij te beschermen tegen omgevingsfactoren.
Testen en certificeren: Ten slotte moeten PV-modules strenge tests en certificeringen ondergaan om ervoor te zorgen dat hun prestaties aan de normen en verwachtingen voldoen. Testen omvat het controleren van de stroom, spanning, uitgangsvermogen en duurzaamheid van de batterij.