基于安全物联网技术的晶硅电池品质管控系统

发布时间：2020-09-24 16:00

　　随着太阳能晶硅电池制造业的竞争加剧,市场的日趋成熟,晶硅电池品质的要求也迅速提高。本文主要对目前先进的物联网、传感网络技术的研究,设计了基于安全物联网的自动化、智能化、可靠性强的品质管控平台。首先,本文介绍了当前的晶硅太阳能电池生产工艺流程,根据电池片性能及市场需求深入分析各道工序的关键工艺质量控制点,归纳总结出外形、尺寸、电性能等主要因素。另外,对现有的数据采集方式及无线传输技术做了详细的介绍,同时对其性能、功能、成本进行了全面的比较。根据质量控制点特性以及电池生产车间和装备的配置特点,详细设计了数据采集、传输以及品质数据信息的监控及分析方案。其次,对该基于安全物联网的品质管控系统进行了安全分析,通过深入研究目前Zigbee技术常用的AES算法,发现密钥长度和加密轮数等方面对加密性能上的影响,提出基于AES的轻量化加密算法,通过在运行速率、抗攻击能力方面进行了详细的分析并验证,确保该物联网中数据加密的安全可靠性。再次,基于B/S架构开发平台,设计了安全品质管控系统的主要功能模块,使不在车间现场的品质管控人员能够通过远程移动终端实时了解电池片的性能并进行分析管控。最后以激光位移传感器测量翘曲度以及铝浆湿重监控为例,在车间内部Zigbee无线网络传输中应用了改进后的加密算法,对其实施效果进行了模拟仿真,验证了整个系统在数据加密方面的安全可靠性。同时依据该品质管控系统的综合报告对以上案例进行了质量上的解释分析。该方案表明了通过基于安全物联网技术进行的品质管控系统具有快速、可靠、低成本的优势。
【学位单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM914.41;TP391.44;TN918.4
【部分图文】：

截面图,太阳能电池,截面,电子

带电子；由电子或空穴；在于杂质能级上的电子。能电池，可有效利用于光生伏打效应的电子主要为价带电子电子得到光子的能量后跃迁到导带的过程中光的吸收。以 PN 结的光生伏打效应机制为基础，使光能转化为电能。光导体内原子，产生一对电子与空穴，称为载流子。如图 1-1产生了电子空穴对，首先依据浓度高低分别开始扩散移动。空间电荷区的载流子受到 N 区指向 P 区形成的内建电场的穴向 P 区漂移，最后在 N 区累积了过剩的电子，在 P 区累PN 结的附近形成了与势垒方向相反的光生电场。光生电场作外，另外还导致了 P 区携带正电荷，N 区携带负电荷。在 P 成了电势差，通过印刷烧结金属电极就可以输出电荷，这便

制造流程,太阳能电池,硅片

图 1-2 晶硅太阳能电池制造流程切割，材料准备：晶硅电池有单晶与多晶材料。其中工业化的单晶硅材料，一般采用直形成，在硅料中加入籽晶后加热生长，最后形成圆柱状的硅锭，经过割后成厚度在 160~200um 的硅片，目前主流硅片为 M2 型，边长 156元素调节电阻率至 0.5~2.5Ω.cm，属于 P 型硅片。目前中小企业主要片厚度进行来料分选控制。割损伤层：使用纱线切割成硅片的过程中，硅片表面会产生大量的瑕疵，导致了变化较差，不够平整；另外这些表面的缺陷会形成漏电通道，积聚重制造过程中提高碎片率。因此工业化电池制造时通常采用碱或酸进行蚀的厚度约 10um，从而将损伤层去除。使用精密电子天平秤可以对失进行测量，利用以下公式，可以计算出总的刻蚀深度：

传感器,派生物,采集对象

图 3-2 常见传感器靠现有技术，大部分传感器能够实现表 3-1 传感器采集对象派生物理量长度、厚度、应变、振动、旋转角、偏转角、角速度、振动、流量、转速、角振动振动、冲击、质角振动、扭矩、转动重量、应力、力周期、记数、统计热容量、气体速度、光通量与密度、光谱

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