一种新的连续通过式太阳能电池片扩散装备开发

【摘要】：传统能源的日益枯竭及其带来的环境污染催生了新能源技术的发展。太阳能技术的快速发展，也迫切要求太阳能电池生产装备的创新开发。设计全自动、高效的通过式扩散炉对推动我国硅太阳能电池全自动扩散装备产业的发展具有重要现实意义。 本文基于上海市科委“节能减排技术开发与应用”项目《高效晶硅电池PN结制程工艺及全自动装备研制》，结合目前太阳能电池扩散装备的发展趋势，对太阳能电池片扩散工艺进行分析，设计一台连续式通过式扩散装备，并对装备的各项性能进行实验验证，为提升太阳能电池片的整体均匀性提供技术支持。 首先，进行太阳能电池扩散理论研究，包括扩散基础理论、影响扩散的因素、连续通过式扩散方法。着重对连续通过式扩散机理进行分析，建立数学模型和设定相关边界条件，并进行数值仿真，验证连续通过式扩散的均匀性。 其次，根据连续通过式扩散工作原理设计了通过式扩散炉的总体结构，并且对其行舟系统，炉门系统，气路系统，温控系统和上位机界面进行设计。 最后，对通过式扩散炉样机进行各项性能的实验，验证了通过式扩散炉样机的各项性能均能达到连续通过式扩散的要求和生产要求。根据试生产得到的样片方块电阻数据可知，试生产出的样片均匀性有明显提高。验证了连续通过式扩散方法的可行性，为扩散工艺的优化提供装备支撑。 本文设计的通过式扩散炉已完成试生产，进入优化和推广应用阶段。 【关键词】：扩散炉 太阳能电池 PN结 均匀性
【学位授予单位】：上海大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 前言12-26
• 1.1 太阳能的应用12-15
• 1.2 太阳能电池15-17
• 1.2.1 光电转换15-17
• 1.2.2 太阳能电池生产工艺17
• 1.3 扩散装备国内外发展现状17-22
• 1.3.1 国外扩散装备发展18-20
• 1.3.2 我国扩散装备发展20-22
• 1.4 论文研究内容和意义22-26
• 1.4.1 研究内容22-23
• 1.4.2 研究意义23-26
• 第二章 通过式扩散理论研究26-41
• 2.1 扩散研究26-31
• 2.1.1 PN 结的形成26-27
• 2.1.2 扩散原理27-31
• 2.1.2.1 扩散定律29-30
• 2.1.2.2 反应扩散30-31
• 2.2 影响扩散的因素31-34
• 2.2.1 扩散温度31-33
• 2.2.2 扩散炉内气流场33-34
• 2.2.3 扩散时间34
• 2.3 通过式扩散方法的提出34-39
• 2.3.1 通过式扩散方法35-36
• 2.3.2 方块电阻计算36-39
• 2.3.2.1 数学建模36-38
• 2.3.2.2 计算结果及分析38-39
• 2.4 本章小结39-41
• 第三章 连续通过式扩散装备研制41-62
• 3.0 通过式扩散炉总体设计41-44
• 3.0.1 通过式扩散工作原理41-44
• 3.0.2 通过式扩散炉总体结构44
• 3.1 行舟系统44-51
• 3.1.1 桨叶设计45-48
• 3.1.2 进给系统48-51
• 3.2 炉门系统51-55
• 3.2.1 炉门框结构设计51
• 3.2.2 软性炉门设计51-55
• 3.3 气路系统55-57
• 3.3.1 进气气路55-56
• 3.3.2 通气管设计56-57
• 3.4 温控系统57-58
• 3.5 上位机界面设计58-61
• 3.6 本章小结61-62
• 第四章 实验验证62-76
• 4.1 扩散炉性能测试实验62-71
• 4.1.1 行舟系统的实验验证62-65
• 4.1.2 气路系统的实验验证65-68
• 4.1.3 温控系统的实验验证68-69
• 4.1.4 炉门系统的实验验证69-71
• 4.2 样机试扩散的产品测试验证71-75
• 4.3 本章小结75-76
• 第五章 结论与展望76-78
• 5.1 结论76-77
• 5.2 展望77-78
• 参考文献78-82
• 攻读硕士期间科研成果82-83
• 作者在攻读硕士学位期间所作的项目83-84
• 致谢84

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