自动化技术|剥离膜制备太阳能电池

水暖之家讯：今天，大多数太阳能电池的制备工艺，都是把几乎一半的原材料，也就是高度提炼和加工的晶硅，变成锯屑。有一个新工艺，开发者是新创公司阿斯特罗瓦特公司(Astrowatt)，目的是消除大部分这样的浪费，同时使太阳能电池更高效。

传统太阳能电池的制备，需要锯开成块晶硅，形成的晶圆大约180微米厚。由于锯子锯开硅，因此，会把几乎等量的硅(这一层有100至150微米厚)转变成锯屑，这些锯屑通常不能重复使用。

采用传统工艺，一毫米的硅可以制成约3个太阳能电池硅片。阿斯特罗瓦特公司说，它可以制成5个或更多的硅片，就使等量的材料，这主要是需要取代锯子，采用一种技术，可以剥离薄层硅膜，脱离厚硅片。

阿斯特罗瓦特公司和几家公司，都希望大幅降低所需硅量，以制备太阳能电池。虽然硅的价格在最近几年已经下降，但是，在太阳能电池板制造中，它仍然是最昂贵的一项。

阿斯特罗瓦特公司的工艺，首先要锯开硅块，形成比较厚的硅片，每片近1毫米厚。然后，公司修饰每片晶圆的上部，这样就可以用作太阳能电池的背片，这一工艺最后要沉积一层金属到晶圆上。

接下来，硅片被加热，使材料内部形成张力，因为金属和硅的膨胀有不同的速度。使用一个楔子，在变形的硅的边缘，戳开一条缝，裂缝就会从一个边缘扩散到另一个边缘，这样，工程师最终就可以剥离金属膜，连同一层薄薄的25微米的硅。重要的是，硅的晶体结构使裂纹可以均匀扩散到整个硅片，而且硅是柔性的，所以它不会碎裂，而会脱落下来。

由此产生的金属硅薄膜，随后要进一步加工，形成太阳能电池的正面。整个过程可以重复进行，会继续有25微米的薄层剥离原始厚硅片。这完工后，形成的就是一片晶圆，但仍然比较厚，从180微米到几百微米不等。它可以用来制作传统的太阳能电池，也可以回收，回炉制成硅块。(不同于锯末，这种晶圆仍具有足够高的质量，可以进行回收。)

其他公司制备薄片晶硅，使用的是新的锯切技术或其他方法。但是，其他方法往往会产生脆弱的硅片，它们不能采用现有的电池制造设备。拉杰什·饶(RajeshRao)是这家公司的技术总监，他表示，阿斯特罗瓦特公司电池的金属背片，使它们更耐用。

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