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使用真空製造太陽能電池

運用前沿真空技術，製造商可以更快速度生產太陽能面板，提高面板效率和耐用性。

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真空應用

我們的適配產品

真空在太陽能電池製造之作用

太陽能行業在為未來可再生能源鋪平道路。在面向未來的太陽能面板製造中，真空扮演著關鍵角色。從一開始，它就被用來製造構成每塊電池的矽材料，直至將最終層層壓在一起。

隨著技術更高效與更具成本效益，太陽能面板成為消費者和企業的熱門之選。不過，由於對太陽能面板的需求持續增加，對更高效生產製程之需求也同步增長。
真空可加快生產速度，提高太陽能面板的效率和耐用性。

運用前沿真空技術，製造商可以更快速度生產太陽能面板，提高面板效率和耐用性。

此外，最優真空技術也有助於減少廢棄物，提高太陽能面板生產製程之永續性。鍍膜能夠均勻地分佈在太陽能電池上，減少材料浪費。

Busch 為太陽能產業提供最佳的真空解決方案。

製造太陽能電池的真空應用

透過運用真空技術，太陽能面板製造商可生產出耐用高效又可靠的太陽能面板。

太陽能面板製造過程有四大真空應用：
  • 太陽能電池製造圖解

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  • test
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在真空下生長矽晶體

組成太陽能面板的電池是由地球最豐富的元素之一矽製成。其幾乎存在於所有岩石、天然海灘沙和土壤中，但總是與其他元素結合——通常是氧。

太陽能面板需要純矽。為生成純矽，需將高純度的多晶矽熔化，並引入晶種。然而，在其熔融狀態下，矽格外活躍。氣體分子、灰塵粒子及其他雜質會與之反應並干擾矽晶體的生長，最終影響太陽能面板的效能和效率。

真空系統用於抽取製程腔體內的所有空氣。在真空下，矽不再與其他物質反應，因此晶體不含雜質。

在這種無污染的環境中，純矽得以生長。其開始在晶種上形成。當晶體從熔化矽中緩慢拉出時，會形成一根長棒，可切成約 200 µm 的超薄晶圓。

不過，某些雜質是不可或缺。掺雜是引入微量的其他元素，通常為硼或磷，以生成矽晶圓。這些元素與矽原子結合，產生可在電路傳輸電流的「自由電子」。這就是純矽（絕緣體）變成半導體的由來。
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預真空鎖腔體

太陽能面板生產的若干關鍵階段在真空腔體中進行，為敏感的矽晶圓提供穩定無污染的環境。

然而，為避免將晶圓從大氣條件移轉到主腔體時壓力突然變化，中間階段不可或缺——預真空鎖腔體。其作用類似於太空艙門上的氣密艙，在裝載和卸載晶圓時，在兩個腔體之間提供緩衝。

預真空鎖腔體在大氣環境壓力與主腔體的真空度之間進行轉換。這意味著主腔體永遠不會損失壓力，確保週期時間快速，並且減少污染。

用於預真空鎖腔體的適配產品
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鍍膜工藝

太陽能電池採用不同材料鍍膜。根據材料和工藝，鍍膜具有不同特性。使用真空可確保鍍膜材料均勻分佈、無氣泡且厚度均勻。所有這些均提升每塊太陽能電池的效率。

太陽能面板製造使用兩種不同的鍍膜方法：物理氣相沉積（PVD）和等離子體增強化學氣相沉積（PECVD）。這些都是薄膜沉積工藝，但方法不同，用途各異。在 PVD 製程中，蒸汽在受質上凝結，形成鍍膜。但在 PECVD 製程中，會使蒸汽在受質上進行化學反應，形成薄膜。

在太陽能面板製造中，PVD 通常用於添加物理層，例如保護層，以保護太陽能電池免受外界因素影響。

用於 PVD 鍍膜的適配產品

另一方面，當需要特定的化學和電氣特性時，例如添加一層防反射鍍膜，則使用 PECVD。這使太陽能面板更有效率，因為有助於電池捕捉光粒子以產生電能。瞭解更多關於鍍膜工藝的工作方式。

用於 PECVD 鍍膜的適配產品
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層壓太陽能模組

高品質層壓對保障太陽能模組持久耐用至關重要。在此製程中，多層晶圓接合在一起，包括玻璃蓋板及保護背板。

真空會去除各層之間的殘留空氣，使其緊密接合，並消除脫層風險，因為脫層可能會隨著時間的推移降低太陽能模組效率。

用於層壓的適配產品

我們的適配產品

我們的真空解決方案已在頂級太陽能面板生產站運作。遍佈全球。並以其高運行可靠性而聞名遐邇。在太陽能面板生產的各個階段。

 
PVD 塗層
CVD/PECVD 鍍膜
層壓
預真空鎖腔體
 
COBRA NX
PANDA WV
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（預真空鎖腔體）
 
 
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COBRA NX
PUMA WY
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（製程腔體）
 
 
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COBRA DS
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（預真空鎖腔體/製程腔體）
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COBRA NC
PANDA WV
 
 
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（第一腔體）
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COBRA NX
PANDA WV
 
 
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（第二腔體）
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MINK MM
 
 
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COBRA NX
PANDA WV
 
 
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釋放真空處理的全部潛力

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Vacuum Diagnostics 的專家見解

探索更多

詳細瞭解使用真空製造太陽能電池

太陽能電池與太陽能面板之間有何不同？

當我們談論太陽能時，我們通常提及太陽能面板。但太陽能面板並非最小的組件。最小的是太陽能電池，即光伏電池。它包含兩層半導體晶圓。多個太陽能電池並聯時，即構成一個太陽能模組。它們被封裝並密封成單個物件。

一個或多個包裝為可安裝單元的太陽能模組構成太陽能面板。太陽能陣列則由多個以串聯或並聯方式連接的太陽能面板組成——小到幾個模組或佔地幾公頃。

如何製造太陽能面板？

太陽能面板（亦稱為光伏 (PV) 面板）的製造過程由多個步驟組成，包括矽晶圓製造、電池加工和模組裝配。

最常見的太陽能面板製造過程包括以下三種真空應用：

  • 生長矽晶體：將石英砂（SiO2）在高溫下與還原劑（碳）在爐中加熱。沙中的氧分子與碳結合，生成一氧化碳（CO），留下熔化的純矽。將晶種放在矽表面上，然後慢慢向上拉。此操作結合迴轉，形成矽錠。為避免雜質進入矽晶體，此製程在真空下進行。然後，矽錠被切成薄片，稱為矽晶圓。
  • 鍍膜工藝：根據所製造的太陽能面板類型，矽晶圓在製成太陽能電池之前經過各種化學工藝。由於純矽具有光澤，因此電池具有反射性。故而，抗反射鍍膜在真空下沉積在其表面。
  • 太陽能模組層壓：透過金屬連接器，將多個太陽能電池接合在一起，構成太陽能模組。模組頂部放置一層薄薄的玻璃，而背板由高度耐用的聚合物基材製成。真空可確保清除各層之間殘留的空氣，保證成品模組的強度和使用壽命。

太陽能面板有不同類型嗎？

太陽能面板主要有四種類型：

  • 單晶面板也稱為單晶體面板，是藉由生長單個純矽晶體並切割成多片晶圓製成。非常適合空間有限之場所。即使在太陽光照射不足的地區，這些太陽能面板也能夠收集最多的能量。
  • 鈍化發射極和背面電池面板（PERC）是單晶面板的改良版，效率得到提升。背面具有額外的反射層。這使其能夠捕捉更多光子，比傳統面板產生更多的太陽能。
  • 多晶或多晶體太陽能面板由多個矽晶體組成。晶圓是將大量矽碎片融合在一起形成。然後將該混合物倒入模具中，結構尺寸相當於單一太陽能電池。這使多晶面板更環保，因為其成形製程幾乎沒有材料浪費。在此類別中，可分為以下兩種類型：
    • 隧穿氧化物钝化接觸（TOPCon）：在電池背面添加超薄氧化層。這有助於電池處理較高電壓，提高發電量。TOPCon 電池也比 PERC 電池更有效率，尤其是在光線條件較差時。
    • 異質結（HJT）：這些電池由三層光伏材料組成。其使用兩種不同的電池技術，即多晶矽和薄膜矽，兩者共同作用以產生電力。HJT 電池通常組合成比其他電池技術更大的面板，並可達到高效率級別。
  • 薄膜太陽能面板由多層製成。這些層非常薄，因此具有柔性。面板更輕，安裝更簡單，因為無需框架背板。薄膜太陽能面板並非由矽製成，而是由碲化鎘（CdTe）、非晶矽（a-Si）和銅銦鎵硒（CIGS），即鈣鈦礦製成。它們比 HJT 電池更具效率。

每種類型的太陽能面板在太陽能面板製造過程的不同階段採用真空。視類型而定，這可能是在矽生長、鍍膜、層壓中，或三者皆有。

製造太陽能面板的原材料是什麼？

石英砂也稱為天然海灘沙，用於製造太陽能面板。這種沙子可以製成純矽，這是製造太陽能面板所必需的主要材料。純矽在熔化狀態下具有極強反應性，因此在真空下加工，以避免雜質進入矽晶體。

案例研究