Le processus de fabrication des cellules photovoltaïques implique des techniques d'ingénierie complexes et le processus de fabrication de différentes technologies photovoltaïques (telles que le silicium cristallin, les couches minces, etc.). Voici un bref aperçu du processus de fabrication des cellules photovoltaïques en silicium cristallin, le type le plus courant de cellule photovoltaïque:
Purifier les matières premières en silicium: Le silicium est le matériau semi-conducteur le plus couramment utilisé dans les cellules photovoltaïques. Tout d’abord, la matière première silicium doit être purifiée pour atteindre la pureté requise pour les cellules photovoltaïques. Ceci est généralement réalisé par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) pour produire du polysilicium.
Production de lingots de silicium: Le polysilicium purifié est fondu et solidifié à une certaine température pour former des lingots de silicium. Ce processus peut être réalisé soit par le procédé Czochralski (méthode CZ), soit par la méthode Float Zone (méthode FZ). La méthode CZ consiste à immerger un cristal germe de silicium monocristallin allongé dans du silicium fondu, puis à le soulever et à le faire tourner lentement pour solidifier le silicium sur le cristal germe pour former un grand lingot de silicium monocristallin. La règle FZ consiste à solidifier progressivement le silicium en un monocristal en déplaçant la zone de chauffage sur la tige de matière première en silicium.
Découpe de lingots de silicium :Les lingots de silicium sont découpés en fines tranches, c'est-à-dire en plaquettes de silicium. Ces plaquettes ont généralement une épaisseur comprise entre 150 et 200 microns. La découpe peut être réalisée à l'aide d'une machine de découpe multifils, qui utilise un fil fin (généralement en acier ou en diamant) pour couper les lingots de silicium.
Nettoyage et polissage de plaquettes de silicium: Les plaquettes de silicium coupées doivent être nettoyées et polies pour éliminer les impuretés et les dommages sur la surface et garantir une surface lisse pour améliorer l'efficacité de la conversion photoélectrique.
Fabrication de structure de cellules photovoltaïques: Les plaquettes de silicium subissent une série de traitements pour former la structure des cellules photovoltaïques. Cela comprend l'application d'un revêtement antireflet sur la tranche pour réduire la perte de réflexion de la lumière, ainsi que la formation d'une jonction PN sur la tranche par diffusion, implantation ionique, etc., qui est un élément clé de la conversion photoélectrique des cellules photovoltaïques.
Fabrication d'électrodes: Les électrodes sont fabriquées à la surface d'une plaquette de silicium, généralement en recouvrant la face avant de la plaquette de silicium d'une couche de matériau conducteur (tel que de l'aluminium ou de la pâte d'argent), puis en la fixant par un processus de frittage. Au dos de la plaquette de silicium, des électrodes sont également réalisées pour faciliter la sortie du courant électrique.
Encapsulation: Les cellules photovoltaïques individuelles fabriquées sont assemblées en modules photovoltaïques. Ces batteries sont connectées en série ou en parallèle pour produire la tension et le courant requis. La batterie est ensuite encapsulée entre le verre et la plaque arrière pour la protéger des facteurs environnementaux.
Tests et certifications: Enfin, les modules photovoltaïques doivent être soumis à des tests et à une certification rigoureux pour garantir que leurs performances répondent aux normes et aux attentes. Les tests consistent à vérifier le courant, la tension, la puissance de sortie et la durabilité de la batterie.