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cella solare Si PERC (wafer Czochralski)

Si solar cell PERC (Czochralski wafer)

Filiera cella PV PERC (~200 GW/y installati): Si metallurgico -> Czochralski mono-Si ingot -> wafer 180 μm, texturing alcalino, diffusione POCl3 n-type, PECVD SiNx anti-reflection, screen-printing Ag contacts, firing + test.

IRI
chem:solarCellPipeline
Unit Operation
4
Operazioni chimiche
1 (con reazione)
Operazioni fisiche
3
CO₂eq cumulato
16.50 kg/kg
Produzione globale
0.3 Mt/anno
Impatto CO₂ globale
5 Mt CO₂/anno
Sezioni: diagramma unit operation reazioni ruoli sostanze condizioni energia supply chain SPARQL

Diagramma di flusso

flowchart LR czochralskiPull["tiratura ingot mono-Si Czochralski"] waferSawing["taglio wafer filo diamantato + texturing"] waferDopingDiffusion["diffusione POCl3 + coating PECVD SiNx"] cellMetallization["screen printing Ag + firing + test cella"] czochralskiPull --> waferSawing waferSawing --> waferDopingDiffusion waferDopingDiffusion --> cellMetallization in_silicon(["silicio"]):::input in_silicon --> czochralskiPull out_siliconIngot(["lingotto Si monocristallino (Czochralski)"]):::output czochralskiPull --> out_siliconIngot in_siliconIngot(["lingotto Si monocristallino (Czochralski)"]):::input in_siliconIngot --> waferSawing out_siliconWafer(["wafer Si (180 μm)"]):::output waferSawing --> out_siliconWafer in_siliconWafer(["wafer Si (180 μm)"]):::input in_siliconWafer --> waferDopingDiffusion in_phosphorylChloride(["ossicloruro di fosforo POCl3"]):::input in_phosphorylChloride --> waferDopingDiffusion out_dopedSiWafer(["wafer Si drogato n (POCl3)"]):::output waferDopingDiffusion --> out_dopedSiWafer in_dopedSiWafer(["wafer Si drogato n (POCl3)"]):::input in_dopedSiWafer --> cellMetallization in_silverPaste(["pasta argento (contatto frontale)"]):::input in_silverPaste --> cellMetallization out_solarCell(["cella solare Si fotovoltaica (PERC ~22%)"]):::output cellMetallization --> out_solarCell classDef input fill:#e8f4ff,stroke:#06c classDef output fill:#e8ffe8,stroke:#0a7

Unit Operation

🧪 = ha reazione bilanciata · ⚙️ = solo fisica

OperazioneConsumaProduceCatalizzatoreEquipmentCO₂eqResa
⚙️ tiratura ingot mono-Si Czochralski siliciolingotto Si monocristallino (Czochralski) tirateoia Si Czochralski 10.0
⚙️ taglio wafer filo diamantato + texturing lingotto Si monocristallino (Czochralski)wafer Si (180 μm) sega wafer filo diamantato 2.0
🧪 diffusione POCl3 + coating PECVD SiNx wafer Si (180 μm), ossicloruro di fosforo POCl3wafer Si drogato n (POCl3) forno diffusione POCl3, reattore PECVD SiNx 3.0
⚙️ screen printing Ag + firing + test cella wafer Si drogato n (POCl3), pasta argento (contatto frontale)cella solare Si fotovoltaica (PERC ~22%) serigrafico Ag (contatti) 1.5

Reazioni chimiche bilanciate

OperazioneEquazione bilanciataΔH
diffusione POCl3 + coating PECVD SiNx 4 POCl3 + 3 O2 -> 2 P2O5 + 6 Cl2 -1100.0 kJ/mol

Ruolo delle sostanze in questa filiera

🟦 materia prima (3)
🟩 prodotto finale (1)
🟨 sottoprodotto (1)
▫️ intermedio (3)

Condizioni operative

OperazioneTemperaturaPressioneAtmosfera
tiratura ingot mono-Si Czochralski 1414–1450 °CatmAr
taglio wafer filo diamantato + texturing 20–40 °Catmwet
diffusione POCl3 + coating PECVD SiNx 820–880 °CatmN2-POCl3
screen printing Ag + firing + test cella 500–800 °Catmair

Input energetici

OperazioneFormaEnergia specifica
tiratura ingot mono-Si Czochralski electric60.0 MJ/kg
diffusione POCl3 + coating PECVD SiNx thermal5.0 MJ/kg
screen printing Ag + firing + test cella thermal3.0 MJ/kg

Supply chain inter-filiera

⬅ Materie prime/intermedi forniti da altre filiere

Esplora con SPARQL

Query di esempio sui ruoli delle sostanze in questa filiera:

PREFIX chem: <https://ontology.siletto.it/chem-pipeline#>
SELECT ?role ?substance WHERE {
  ?substance chem:playsRole ?ra .
  ?ra chem:role ?role ; chem:inPipeline chem:solarCellPipeline .
} ORDER BY ?role

Vedi altri esempi SPARQL.


Dereferenziabile: chem:solarCellPipeline · ontologia completa · TTL sorgente