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硅,光伏之星

夹 - 光伏电池,太阳能电池板的心脏
文件夹分类:可持续发展 , 细胞 photovoltaïque , 太阳能板

Quentin Mauguit,Futura

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许多光伏电池已经出现了通过太阳能电池板的最佳利用阳光。为了生产电力,使用硅,稀有或塑料陆地,但在这一有前景的域名中,每种技术都具有优势和劣势。

  
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2011年,87%的Photovolta设施ïques installé在世界上包括 单声道或多晶硅。虽然étant l'élément chimique 最丰富的 地球 après l'氧气ène,硅 ne peut être trouvé à l'é纯粹的tat。因此,他必须être extrait de la 二氧化硅, 净化的é,格式,然后是dopé avant d'être utilisé. Toutes ces opé口粮有很多ût énergétique. 

许多 细胞 photovoltaïques diffé公司今天存在。他们是课堂ées en trois générations. La premiè其中的重复包含 复合结构ées de silicium 单晶或多栏,其不同é因此被泻释获édé industriel employé pour fabriquer les galettes. La 2e génération带来所谓的细胞à薄层和有机细胞。所有其他技术(GR Cellätzel, cellule à boîtes quantiques等)属于à la 3e génération. 

这 cellules au 硅 cristallin équipaient à他们独自87%的系统èmes photovoltaïques installé在2011年的世界。每ç他们制造的秘诀。 

硅,L.’élé之后最丰富的地球ès l’oxygène

CRO.ûte terrestre se compose à25.7%的硅(IF)。但是,这是这样的élé之后最丰富的地球ès l'oxygèNE,不直接利用,因为它不是présent à l'é纯粹的tat。因此,他必须être extrait de différents 闵éraux,作为 二氧化硅 (或二氧化硅SiO2), 前'être exploité.

二氧化硅对应àSiO2的天然形式。这个分钟éral dur peut être trouvé dans des roches sédimentaires dé小块(如沙子或GRès),但也在岩浆岩石中或métamorphiques. ©Aschevogel,Flickr,CC By NC ND 2.0

为此,加热 桅杆ière premiè在强大的烤箱里à arcs (jusqu'à35 MW)达到温度ératures supérieures à 3.000 °C.起初, blocs ou 二氧化硅谷物 sont placé在公关的坦克中ésence de matériaux ré司机,如可乐。这 弧électriques 是 ensuite générés entre des électrodes石墨。他们会挑起山ée en tempé成熟,融化二氧化硅(D.ès 1.650 °C), puis faciliter la 重组 的 ses 原子’oxygène avec le 桅杆ériau réDucteur。它遵循一个dégagement de 一氧化碳 (co)和 二氧化碳 (CO2)硅é通过适应的孔口流出烤箱és. Cette matière 仍然含有许多杂质és est à ce stade qualifiée de métallurgique.

硅不会变得纯洁à 99,9999 % qu'après avoir subi différents traitements 身体的 et chimiques complé。然后它足够纯净être utilisé在Photovolta Industryï比。这是通过调整 l'étape suivante, la 重结晶,硅将成为单晶或多晶硅。 

硅锭的制造

多阵列硅很容易à得到。只是放置matière en 融合 在 un 石墨坩埚然后在那里冷却几十个小时。凝固 因此,从底部到顶部,同时导致几个晶体的外观à列中的大葡萄。然后获得的铸锭être découpé在尺寸的砖块中éfinies.

单晶硅是é感受到的形式’un cylindre composé d’一个和唯一的水晶(à剩下)。这个结构突然,4月è它是它的制造,aé随着后来产生的蛋糕有表格carréE(然而,他们的角落是圆形的)。多阵列硅是关于à他直接在一个lingot冷却è矩形但是,作为他的名字l’表示,它是由’大量的晶体(它们匹配右翼锭上的可见污渍)。© DR

单晶硅n的制造écessite plus d'opérations (procédéczochralski)。垫子ère premièm合并是coulée dans un creuset en 石英 où elle est maintenue à l'état 液体, 但à la limite de la 凝固,加热。这大气ère est alors neutralisée grâce à l'injection d'arg, 为了'éviter tout problème d'氧化。随后,A 单晶晶胚芽 pré感觉已知的晶体取向与液体接触,然后逐渐射击é vers le haut (速度 1 mm / sec)并旋转(30 rpm)。然后进入液体硅 îné à他的套房。他会很快凉爽,因此凝固,同时采用晶体取向 du précurseur. 

因此形成了单晶G.é圆柱形的蚂蚁。下一个équeuté (les extrémités riches en impuretés ou mal cristallisées sont retiréES),在接受OP之前ération d'équaring。因此他的边缘被枪杀了és de manière à给它一个表格carrée,但圆角。

Lingot为2,000硅晶片

然后同时铸锭和砖ément découpé在几百个手柄gr中âce à des scies à儿子(某些公司在D.écoupent jusqu'à2,000立刻)。这些蛋糕,或 晶圆 英文,字体200à 350 µm d'épaisseur.

Près de 30 à 40 % de la matiè在这个过程中遗失了étape, car les scies à电线至少150μm de diamètre, et le 体积 scié est ré二串粉末。然而,她可以 être recycléE在某些条件下,例如当单晶硅有时été débité à l'aide d'une SCI.e diamantée。这 多网子是他们的一部分écoupées avec des fils mé其他人涵盖的高音 mélanges d'abrasifs. 

兴奋剂,电池é de la jonction p-n

À这个体育场,硅蛋糕是DOPées uniforméP或N,根据铸锭中的初始位置。两个c的接触ôté因此不能à la cré一个p-n结。因此,晶圆的一些区域必须être enrichies en ou, à l'inverse, en .

几个过程édé存在,但只有主要使用的人é由制造商是PRésenté : la 差usion thermique. L'opération requiert à新的高温é估量。蛋糕必须确实être chauffées entre 800 et 900 °C, avant qu'un 气体 注射含有掺杂溶液,例如磷酰氯(型)或二硼烷(型P),注射é dans le milieu. La permet alors au dopant d'acquérir suffisamment d'énergie pour pénétrer dans la matière,所以要干扰 原子 的 Si. Petit détail, un 兴奋剂 只有在临时时有效é烤箱的成果是完美的homgène.

另一个过程édé兴奋剂工业是 :离子植入, 嬗变 et la technique par 激光。 D.ès la fin de cette é磁带,结p-n是créée,蛋糕可以être assemblé吃出生à光伏电池ïque cristalline.