Équipements pour la production de plaquettes solaires, la fabrication de cellules solaires et l'assemblage de modules solaires

Une cellule solaire typique en silicium se compose d'une jonction p/n photoactive proche de la surface, d'une bande de contact ohmique avec des doigts de contact, d'un contact ohmique couvrant toute la face arrière et d'un revêtement antireflet sur la face avant.

Pour la production de cellules solaires en silicium, on peut utiliser du matériau polycristallin ou monocristallin. Le silicium polycristallin pour les applications photovoltaïques est généralement produit par des procédés de coulée, tandis que le silicium monocristallin est fabriqué par le procédé de tirage Czochralski.

Les blocs polycristallins ou les cristaux simples tirés sont découpés en plaquettes. Le matériau polycristallin est généralement transformé en plaquettes carrées, tandis que le matériau monocristallin donne des plaquettes rondes. Souvent, le matériau est découpé en plaquettes pseudo‑carrées aux coins arrondis pour permettre un empilement plus dense des cellules solaires finies sur le module solaire.

Cellule solaire polycristalline Soleil Cellule solaire monocristalline

La production de panneaux solaires peut être divisée en quatre étapes principales :

  • Production de silicium pur à partir de sable de quartz par réduction avec du carbone, suivie de la purification du silicium brut par conversion en trichlorosilane, distillation et dépôt de polysilicium en atmosphère d'hydrogène.
  • Production de cristaux simples ou de blocs polycristallins et découpe ultérieure en plaquettes de silicium.
  • Fabrication de la cellule solaire.
  • Assemblage des modules solaires à partir de cellules solaires.

La production de la matière première ne peut être réalisée que par de grands fabricants de silicium, nous n'entrerons donc pas dans les détails de ce processus. Les étapes de production suivantes sont décrites ci‑dessous. Des informations détaillées sur chaque étape du processus sont accessibles en cliquant sur les liens.

Fabrication de plaquettes solaires

Tirage / croissance du cristal
Tirage de cristal par le procédé Czochralski (monocristallin)
ou coulée de blocs (polycristallin)
de silicium dopé p contenant du bore
Tirage du cristal
Découpe de colonnes
Découpe de colonnes optionnelle
Découpe de colonnes optionnelle
à l'aide d'une scie à fil
Sciage des plaquettes
Sciage des plaquettes à l'aide d'une scie à fil.
Un bloc entier est découpé simultanément avec une scie à fil.
Sciage des plaquettes solaires

Fabrication de cellules solaires

Gravure KOH
Texturation
Texturation par gravure KOH pour augmenter la surface et améliorer l'absorption de la lumière
Texturation
Dopage au phosphore
Dopage de type n (POCl3)
Dopage de type n avec du phosphore (POCl3) et diffusion dans un four de diffusion pour former la photodiode ou la jonction p/n
Four de diffusion
Gravure HF
Gravure PSG (HF)
Gravure PSG avec de l'acide fluorhydrique (HF) pour enlever l'oxyde de surface
Gravure PSG
Machine de sérigraphie pour contacts
Impression des contacts
Impression des contacts en appliquant une pâte métallique dans des machines de sérigraphie, doigts d'argent à l'avant et aluminium couvrant toute la face arrière
Impression des contacts
Cuisson de la pâte métallique
Four de cuisson
Four de cuisson pour durcir les pâtes métalliques
Four de cuisson

Fabrication de modules solaires

Tabbing & Stringing
Tabbing & Stringing
Alignement des cellules solaires en rang et soudage entre elles
Chaîne de cellules solaires
Ensemble de cellules solaires
Placement et soudage sur verre
Positionnement des chaînes sur le verre avant et réalisation du bussing
Bussing / raccordement
Essais électriques
Essais
Essais électriques
Courbe IV de la cellule solaire
Application d'EVA et de la feuille arrière
Insertion de l'encapsulant et de la feuille arrière
EVA et feuille arrière
Laminatrice
Laminage
Laminage sous vide pour former un composite
Découpe
Découpe laser de précision et mise en cadre
Cadre du module
Emballage des modules solaires
Essais et emballage
Assemblage du cadre, inspection électrique et emballage

Automatisation et approvisionnement

Pour mettre en place une ligne de production fonctionnant en continu, un haut degré d'automatisation est bien sûr nécessaire.

Automatisation

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