光伏行业基础知识讲义发布课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,光伏行业基础知识讲义发布课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,光伏行业基础知识讲义发布课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,光伏行业基础知识讲义发布课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,光伏行业基础知识讲义发布课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,光伏行业基础知识讲义发布课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,光伏行业基础知识讲义发布课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,光伏行业基础知识讲义发布课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,光伏行业基础知识讲义发布课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,光伏行业基础知识讲义发布课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,光伏行业基础知识讲义发布课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,光伏行业基础知识讲义发布课件,*,光伏行业基础知识讲义发布课件,主要内容,光伏产品的应用,光伏产业链的介绍,产业链各环节介绍,光伏行业基础知识讲义发布课件,光伏产品的应用,光伏行业基础知识讲义发布课件,什么是光伏？,1839,年，法国,Becqueral,第一次发现，在光照条件下，某些固体系统的两端具有电压，用导线将两端连接起来后，有电流输出，这就是光生伏特效应（,photovoltaics,，简称,PV,）。,1954,年,贝尔实验室,Chapin,等人开发出效率为,6,的单晶硅太阳电池，现代硅太阳电池时代从此开始。,光伏行业基础知识讲义发布课件,光伏发电的应用,神州五号飞船上的太阳能帆板,空间站上的太阳能帆板,光伏行业基础知识讲义发布课件,太阳能飞行器,太阳能汽车,光伏发电的应用,光伏行业基础知识讲义发布课件,光伏发电站,光伏发电的应用,光伏行业基础知识讲义发布课件,通过光伏供电的通讯基站,太阳能电池充电器,光伏发电的应用,光伏行业基础知识讲义发布课件,太阳能路灯,光伏发电的应用,光伏行业基础知识讲义发布课件,从,2006,、,2007,年全球光伏市场结构来看，欧洲市场占全球份额高居,70%,以上，,日本市场逐渐下降，美国市场稳步攀升，这与各地区的光伏产业政策的扶持力,度直接相关。,2006,年全球光伏市场结构,2007,年全球光伏市场结构,全球光伏市场结构,光伏行业基础知识讲义发布课件,光伏产业链的介绍,光伏行业基础知识讲义发布课件,光伏产业链,光伏行业基础知识讲义发布课件,中国的光伏行业产业链,中国的光伏行业产业链,光伏行业基础知识讲义发布课件,产业链各环节介绍,（一）硅片,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,硅材料,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,多晶硅硅锭,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,单晶硅硅棒,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,目前晶体硅太阳电池硅片分为单晶硅硅片和多晶硅硅片。,单晶硅主要是,125125mm,。,多晶硅主要是,125125mm,和,156156mm,两种规格。,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,单晶硅硅片,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,多晶硅硅片,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,外观区别,多晶硅硅片相对于单晶硅硅片，有明显的多晶特性，表面有一个个晶粒形状，而单晶硅硅片表面颜色均匀一致。,单晶硅硅片因为使用硅棒原因，四角有圆形大倒角，而多晶硅硅片一般采用小倒角。,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,单晶硅硅棒,CZ,法,FZ,法,多晶硅硅锭,浇铸,热交换法及（,HEM,）布里曼法（,Bridgeman,）,电磁铸锭法,生产方法,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,我公司使用的硅锭生长方法,热交换法及布里曼法都是把熔化及凝固置于同一坩埚中（ 避免了二次污染），其中热交换法是将硅料在坩埚中熔化后，在坩埚底部通冷却水或冷气体，在底部进行热量交换，形成温度梯度，促使晶体定向生长。下图为一个使用热交换法的结晶。炉示意图该炉型采用顶底加热，在熔化过程中，底部用一个可移动的热开关绝热，结晶时则将它移开以便将坩埚底部的热量通过冷却台带走，从而形成温度梯度。,热交换法及布里曼法,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,热交换法及布里曼法,热交换法结晶炉炉内结构示意图,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,布里曼法则是在硅料熔化后，将坩埚或加热元件移动使结晶好的晶体离开加热区，而液硅仍然处于加热区，这样在结晶过程中液固界面形成比较稳定的温度梯度，有利于晶体的生长。其特点是液相温度梯度,dT/dX,接近常数，生长速度受工作台下移速度及冷却水流量控制趋近于常数，生长速度可以调节。实际生产所用结晶炉大都是采用热交换与布里曼相结合的技术。,热交换法及布里曼法,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,总体来说，单晶和多晶硅锭的生长方法各有所长，单晶的转换效率高，但产能低、能耗大；多晶的转换效率相对较低，但能耗低、产能大，适合于规模化生产。单晶的,FZ,及,CZ,方法与多晶定向凝固生长方法的比较如下表所示。,单晶和多晶硅锭的生长方法比较,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,单晶和多晶硅锭的生长方法比较,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,多晶硅硅片加工工艺流程,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,硅片生产相关设备,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,除去硅料表面的石英、金属离子等，先使用碱液去除石英等，再使用酸混合液酸洗，在用去离子冲洗液浸泡至中性，最后烘干分类存放。,工艺,清洗硅料,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,设备、工模具：硅料清洗机、装硅料的花篮、温度计、,PH,测量计、电阻率测量仪、量杯、电子秤、防护服等,材料：硅料、,NaOH,、,HF,、,HCL,、去离子水。,工艺,清洗硅料,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,装料前需对坩埚进行坩埚喷涂、坩埚烧结处理，在坩埚内表面形成均匀厚度的氮化硅。为避免硅料与坩埚接触污染硅锭。,装料时按照坩埚底大块硅料、上面细硅料的原则，硅料缝隙间用细小硅料填充。,工艺,装料,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,坩埚喷涂烧结设备、工模具、材料：坩埚喷涂站、坩埚烧结炉、恒温箱、红外测温枪、防护服、电动吸等；石英坩埚、氮化硅粉、纯水、压缩空气,装料设备、工模具、材料：硅锭运转车、石墨护板、防护服、电子秤、工业吸尘器；石英坩埚、硅料、硼母合金。,工艺,装料,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,在上面工艺流程中的熔化、定向生长、冷却凝固、硅锭出炉都是在铸锭炉内完成。生成完整的多晶硅锭。我公司使用的铸锭炉原理方法是上面介绍的“热交换法及布里曼法”。,工艺,铸锭,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,设备、工模具：定向凝固炉（,DSS,）、装卸料电瓶车、工业吸尘器、耐高温手套、硅锭转运车等,材料：真空油脂、氩气、压缩空气,工艺,铸锭,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,铸锭炉图片,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,将硅锭切割成一定尺寸的硅块，去除硅锭四周边皮料，再对硅块四角轮流进行倒角，最后去头尾。边皮料、头尾料中含有较高的碳、氧、金属杂质等，严重影响硅片性能。,工艺,破锭,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,设备、工模具：,HCT,多线破锭机、倒角机、数控金刚石带锯床、防护服、吊车,材料：粘接剂、钢线、砂浆、金刚石带锯,工艺,破锭,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,破锭,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,将处理好的硅块进行粘接、切割，切割成设定厚度的硅片。目前硅片厚度一般为,180um,和,200um,。粘接时，对硅块粘接面、金属模板、玻璃进行清洗，使用粘接剂粘接在一起。,工艺,多线切割,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,设备、工模具：超声波清洗机、,HCT,多线切割机、电瓶堆垛车、吹风机、铲刀、电子秤等,材料：硅块、粘接剂、卷纸、酒精、钢线、砂浆等,工艺,多线切割,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,硅片切割,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,在硅片清洗前，对切割后的硅片进行预清洗，将硅片从模板上清洗下来。硅片清洗使用清洗剂、醋酸、纯水清洗，去除粘接剂和各种表面杂质，得到清洁的硅片。,工艺,硅片清洗,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,设备、工模具、材料：硅片预清洗设备、硅片清洗机、清洗剂、醋酸、纯水多晶硅片、硅片盒等,工艺,硅片清洗,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,使用,Manz,硅片检测设备对硅片进行测试、分选，测试出每片硅片的性能参数，根据性能分类。测试数据包括厚度、电阻率、少子寿命等。相同分类的硅片包装在一起。,工艺,包装,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,1,、型号（,P,型和,N,型，,P,型多晶硅是掺,B,，,N,型多晶硅是掺,P,）,2,、电阻率,3,、少数载流子寿命,4,、硅片边长,5,、对角线长度,6,、倒角,7,、厚度,8,、总厚度变化,硅片性能参数,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,周期表中,III,或,V,族元素,如硼（,B,）、磷（,P,）等,电离能低，对电导率影响显著,作掺杂剂,P,型掺硼（受主），,N,型掺磷（施主）,I,副族和过渡金属元素,如,Fe,、,Zn,、,Mn,、,Cr,等,电离能高，起复合中心的作用,破坏,PN,结特性，少子寿命降低，转换效率下降,碳、氧、氮等形成化合物,结晶缺陷,性能不均匀，,硅片变脆,硅片中杂质的行为,光伏行业基础知识讲义发布课件,硅片,杂质元素浓度对电池转换效率的影响,光伏行业基础知识讲义发布课件,产业链各环节介绍,（二）电池,光伏行业基础知识讲义发布课件,电池,单晶硅太阳电池,多晶硅太阳电池,多晶硅太阳电池与单晶硅太阳电池的最大差别在于硅片，多晶硅片是许多硅晶粒的集合体,晶体硅太阳电池,光伏行业基础知识讲义发布课件,正面和背面的金属电极用来收集光激发的自由电子和空穴，对外输出电流；,减反射薄膜的作用是减小入射太阳光的反射率；,pn,结的作用是将光激发的,自由电子输送给,n,型硅，将自由空穴输送给,p,型硅。,晶体硅太阳电池结构,电池,光伏行业基础知识讲义发布课件,单晶硅的晶体结构。单晶硅体,内的每个硅原子（,Si,）最近邻,有四个,Si,原子。未掺杂的硅称,为本征硅。,掺磷原子（,P,）,掺硼原子（,B,）,P,杂质原子最外层的电子数比硅原子多一个。,P,杂质,原子多余的电子很容易挣脱原子核的束缚，成为自由,移动的电子。掺,P,杂质的,Si,半导体主要依靠电子导电，,称为,n,型,Si,，,P,杂质称为施主杂质,。,B,杂质原子最外层的电子数比硅原子少一个，相当于,B,杂质原子最外层多了一个空穴。在常温条件下，,B,杂质原子多余的空穴很容易挣脱原子核的束缚。掺,B,杂质的,Si,半导体主要依靠空穴导电，称为,p,型,Si,，,B,杂,质称为受主杂质。,pn,结,电池,光伏行业基础知识讲义发布课件,Si,原子,P,杂质,B,杂质,电子,空穴,内建电场,n,型硅中有数量较多的电子，,p,型硅中有数量较多的空穴。当,n,型硅和,p,型硅结合在一起后，,n,型硅中有部分电子往,p,型硅中扩散，,p,型硅中有部分空穴往,n,型硅中扩散，使得,n,型硅在交界处附近留下带正电的离子实，,p,型硅在交界处附近留下带负电的离子实。这两种离子实在交界处附近的区域内产生电场，称为内建电场，电场方向由,n,型硅指向,p,型硅。,n,型硅和,p,型硅交界处附近的区域称为,pn,结。,pn,结,电池,光伏行业基础知识讲义发布课件,光生伏特效应,电池,光伏行业基础知识讲义发布课件,在太阳光的照射下，硅片中激发出自由电子和自由空穴。自由电子和空穴扩散到,p-n,结附近，受到内建电场的作用，电子往,n,型硅中漂移，空穴往,p,型硅中漂移。,电子带负电，空穴带正电。漂移到,n,型硅中电子使,n,型硅带多余的负电荷，对外表现出负电性；漂移到,p,型硅中的空穴使,p,型硅带多余的正电荷，对外表现出正电性。,n,型硅和,p,型硅之间对外具有一定的电势差，称为光生电压或者光生电动势,。,光生伏特效应,电池,光伏行业基础知识讲义发布课件,当太阳光照射到太阳电池表面时，由于光生伏特效应，太阳电池的正面电极和背面电极之间产生光生电压，用金属导线接上电灯、电器等负载，可为这些负载提供电流。,太阳电池工作原理,电池,光伏行业基础知识讲义发布课件,晶体硅太阳电池生产的工艺流程,电池,光伏行业基础知识讲义发布课件,在硅片的切割生产过程中会形成厚度达,10,微米左右的损伤层，且可能引入一些,金属杂质和油污。如果损伤层去除不足，残余缺陷在后续的高温处理过程中向,硅片深处继续延伸，会影响到太阳电池的性能。,晶体化学表面处理（清洗制绒）,电池,光伏行业基础知识讲义发布课件,电池,清洗的目的：,清除硅片表面的机械损伤层；,清除表面油污和金属杂质；,形成起伏不平的绒面，减小太阳光的反射。,晶体化学表面处理（清洗制绒）,光伏行业基础知识讲义发布课件,单晶硅片的清洗采用碱液腐蚀的技术，碱液与硅反应生成可溶于水的化合物，同时在表面形成“金字塔”状的绒面结构。多晶硅片的清洗则采用酸液腐蚀技术，酸液与硅反应生成可溶于水的化合物，同时形成的绒面结构是不规则的半球形或者蚯蚓状的“凹陷”。,晶体化学表面处理（清洗制绒）,电池,光伏行业基础知识讲义发布课件,由于绒面结构的存在，入射光经绒面第一次反射后，反射光并非直接入射到空气中，而是遇到邻近绒面，经过邻近绒面的第二次甚至第三次反射后，才入射到空气中，这样对入射光就有了多次利用，从而减小了反射率。表面没有绒面结构的硅片对入射光的反射率大于,30%,，有绒面结构的硅片对入射光的反射率减小到了,12%,左右。,晶体化学表面处理（清洗制绒）,电池,光伏行业基础知识讲义发布课件,电池,多晶硅片的酸腐蚀清洗流程：,上,片,刻蚀槽,HNO,3,/,HF,水,喷,淋,碱洗槽,KOH,水,喷,淋,酸洗槽,HF/HCl,水,喷,淋,下,片,吹,干,风,刀,“一化一水”，硅片每经过一次化学品，都会经过一次水喷淋清洗。,除刻蚀槽和第一道水喷淋之间,其它的槽和槽之间都有吹液风刀。,除刻蚀槽外，其它化学槽和水槽都是喷淋结构,最后一道水喷淋（第三道水喷淋）由于要将所有化学品全部洗掉，所以水压最大。相应的，最后的吹干风刀气压最大。,光伏行业基础知识讲义发布课件,电池,多晶硅片的酸腐蚀清洗机理：,通常应用的硅的酸腐蚀液包含氧化剂（如,HNO,3,）,和络和剂（如,HF,）两部分。,一方面通过,HNO,3,与硅的氧化作用在硅的表面生,成,SiO,2,，另一方面通过,HF,对,SiO,2,的络和作用生成,可溶性的络和物。,光伏行业基础知识讲义发布课件,电池,多晶硅的酸腐蚀清洗机理：,硅被,HNO,3,氧化，反应为：,用,HF,去除,SiO,2,层，反应为：,总反应为：,光伏行业基础知识讲义发布课件,电池,多晶硅片的酸腐蚀清洗,除,HCl,酸外，,HF,酸, HNO,3,酸，,KOH,，都是,强腐蚀性的化学药品，其中,HF,腐蚀更是强,烈，他们的固体颗粒、溶液、蒸汽会伤害,到人的皮肤、眼睛、呼吸道。,光伏行业基础知识讲义发布课件,清洗设备,电池,多晶硅片的清洗设备,光伏行业基础知识讲义发布课件,磷扩散,电池,光伏行业基础知识讲义发布课件,电池,把,p,型硅片放在一个石英容器内，同时将含磷的气体通入这个石英容器内，并将此石英容器加热到一定的温度，这时施主杂质磷可从化合物中分解出来，在容器内充满着含磷的蒸汽，在硅片周围包围着许许多多的含磷的分子。磷化合物分子附着到硅片上生成磷原子。由于硅片的原子之间存在空隙，使磷原子能从四周进入硅片的表面层，并且通过硅原子之间的空隙向硅片内部渗透扩散。,如果扩散进去的磷原子浓度高于,p,型硅片原来受主杂质浓度，就使得,p,型硅片靠近表面的薄层转变成为,n,型。,n,型硅和,p,型硅交界处就形成了,pn,结。,磷扩散,光伏行业基础知识讲义发布课件,电池,磷扩散的目的：,制备太阳电池的核心,pn,结；,吸除硅片内部的部分金属杂质。,磷扩散,光伏行业基础知识讲义发布课件,电池,磷扩散的方法,三氯氧磷（,POCl,3,）液态源扩散,喷涂磷酸水溶液后链式扩散,丝网印刷磷浆料后链式扩散,目前行业上普遍采用第一种方法，这种方法具有生产效率较高，得到的,pn,结均匀、平整和扩散层表面良好等优点，非常适合制作大面积的太阳电池。,磷扩散,光伏行业基础知识讲义发布课件,电池,三氯氧磷（,POCl,3,）液态源扩散原理,N,2,光伏行业基础知识讲义发布课件,电池,三氯氧磷（,POCl,3,）液态源扩散原理,在有氧气的存在时，,POCl,3,热分解的反应式为,：,POCl,3,分解产生的,P,2,O,5,淀积在硅片表面，,P,2,O,5,与硅反应生成,SiO,2,和磷原子：,在高温条件下，由于浓度差异硅片表面的磷原子往硅片内部扩散,4 POCl,3,+ 3O,2,2P,2,O,5,+ 6Cl,2,高温,2P,2,O,5,+ 5Si 5SiO,2,+ 4P,高温,光伏行业基础知识讲义发布课件,电池,POCl,3,POCl,3,是目前磷扩散用得较多的一种杂质源,无色透明液体，具有刺激性气味。如果纯度不高则呈红黄色。,比重为,1.67,，熔点,2,，沸点,107,，在潮湿空气中发烟。,POCl,3,很容易发生水解，,POCl,3,极易挥发。升温下与水接触会反应释放出腐蚀有毒易燃气体。,光伏行业基础知识讲义发布课件,管式扩散炉,磷扩散,电池,光伏行业基础知识讲义发布课件,扩散后的硅片除了表面的一薄层,n,型硅外，在背面以及周边都有,n,型硅薄层，而晶体硅太阳电池实际只需要表面的,n,型硅，因此须去除背面以及周边的,n,型硅薄层。,背面及周边刻蚀,电池,光伏行业基础知识讲义发布课件,电池,背面以及周边刻蚀的目的：,去除硅片背面和周边的,pn,结；,去除表面的磷硅玻璃（,PSG,）。磷硅玻璃是扩散过程中的反应产物，是一层含磷原子的二氧化硅。,背面以及周边刻蚀的方法：,酸液腐蚀（湿法刻蚀）,等离子体刻蚀（干法刻蚀）,背面及周边刻蚀,光伏行业基础知识讲义发布课件,电池,背面以及周边刻蚀的流程,上,片,刻蚀槽,H,2,SO,4,/,HNO,3,/,HF,水,喷,淋,碱洗槽,NaOH,水,喷,淋,去,PSG,槽,HF,水,喷,淋,下,片,吹,干,风,刀,光伏行业基础知识讲义发布课件,电池,背面和周边刻蚀原理,硝酸,/,亚硝酸（,HNO,2,）将硅氧化成二氧化硅（主要是亚硝酸将硅氧化）。,二氧化硅和氢氟酸反应（快反应），生成四氟化硅和水（快反应），四氟化硅又和水化合成氟硅酸进入溶液。,硫酸不参与反应，仅仅是增加氢离子浓度，加快反应，增加溶液黏度（增大溶液与,PSG,薄层间的界面张力）和溶液密度。,光伏行业基础知识讲义发布课件,湿法刻蚀设备,背面及周边刻蚀,电池,光伏行业基础知识讲义发布课件,PECVD,镀氮化硅（,SiN,）薄膜,电池,光伏行业基础知识讲义发布课件,电池,PECVD,镀,SiN,薄膜的目的：,SiN,薄膜作为减反射膜可减小入射光的反射；,在,SiN,薄膜的沉积过程中，反应产物氢原子进入到,SiN,薄膜内以及硅片内，起到了钝化缺陷的作用。,PECVD,镀氮化硅（,SiN,）薄膜,光伏行业基础知识讲义发布课件,太阳电池表面的深蓝色,SiN,薄膜,PECVD,镀氮化硅（,SiN,）薄膜,电池,光伏行业基础知识讲义发布课件,电池,SiN,薄膜的物理性质和化学性质：,结构致密，硬度大,能抵御碱金属离子的侵蚀,介电强度高,耐湿性好,耐一般的酸碱，除,HF,和热,H,3,PO,4,PECVD,镀氮化硅（,SiN,）薄膜,光伏行业基础知识讲义发布课件,电池,SiN,薄膜的优点,优良的表面钝化效果,高效的光学减反射性能（厚度和折射率匹配）,低温工艺（有效降低成本）,含氢,SiNx:H,可以对,mc-Si,提供体钝化,PECVD,镀氮化硅（,SiN,）薄膜,光伏行业基础知识讲义发布课件,入射光在,SiN,薄膜表面发生一次反射，在,SiN,薄膜和硅片界面发生第二次反射，通过适当选取,SiN,薄膜的厚度和折射率，可以使一次反射光和二次反射光相抵消，从而减小了反射。沉积,SiN,减反射膜后，硅片表面对入射光的平均反射率可进一步减小到,5%,左右。,PECVD,镀氮化硅（,SiN,）薄膜,电池,光伏行业基础知识讲义发布课件,电池,PECVD,：,即,“,等离子增强型化学气相沉积,”,，是一种化学气相沉积的镀膜技术；,PECVD,：,在真空下，加上射频或微波电场，使反应室气体发生辉光放电，在辉光放电区域产生大量的电子，这些电子在电场的作用下获得充足的能量，其本身温度很高，它与气体分子相碰撞，使气体分子活化，活化的气体分子吸附在衬底上，并发生化学反应生成介质膜，副产物从衬底上解吸，随主气流由真空泵抽走。,PECVD,镀氮化硅（,SiN,）薄膜,光伏行业基础知识讲义发布课件,电池,PECVD,的优点：,节省能源，降低成本；,提高产能；,减少了高温导致的硅片中少子寿命衰减；,PECVD,的一个基本特征是实现了薄膜沉积工艺的低温化（,450,）。,PECVD,镀氮化硅（,SiN,）薄膜,光伏行业基础知识讲义发布课件,电池,PECVD,沉积,SiN,薄膜原理,PECVD,沉积,SiN,薄膜的反应气体为,SiH,4,（硅,烷）和,NH,3,（氨气），反应的总方程式：,3SiH,4,+4NH,3,=Si,3,N,4,+12H,2,光伏行业基础知识讲义发布课件,电池,硅烷（,SiH4,）,硅烷在常温常压下为具有恶臭的无色气体。在室,温下着火，在空气或卤素气体中发生爆炸性燃烧,。即使用其它气体稀释，如果浓度不够低，仍能,自燃。硅烷在氩气中含,2%,、氮气中含,2.5%,、氢,气中含,1%,时，它仍能着火。硅烷浓度在小于,1%,时不燃，大于,3%,时自燃,1%-3%,时可能燃烧。,光伏行业基础知识讲义发布课件,PECVD,镀膜设备,PECVD,镀氮化硅（,SiN,）薄膜,电池,光伏行业基础知识讲义发布课件,丝网印刷与烧结,电池,光伏行业基础知识讲义发布课件,电池,丝网印刷的目的：,印刷背面电极浆料，银铝（,Ag/Al,）浆，并烘干；,印刷背面场浆料，铝浆，并烘干；,印刷正面电极浆料，银浆，并烘干。,烧结的目的：,燃尽浆料的有机组分，使浆料和硅片形成良好的金属电极。,丝网印刷与烧结,光伏行业基础知识讲义发布课件,正面电极,背面电极,丝网印刷与烧结,电池,光伏行业基础知识讲义发布课件,印刷浆料的过程,丝网印刷与烧结,电池,光伏行业基础知识讲义发布课件,丝网印刷设备，每台印刷机后都有一台烘干炉,丝网印刷与烧结,电池,光伏行业基础知识讲义发布课件,烧结炉,丝网印刷与烧结,电池,光伏行业基础知识讲义发布课件,将太阳电池接上负载。在光照条件下，改变负载的电阻，太阳电池的输出电压,V,、输出电流,I,和输出功率,P,将随之变化。记录下,V,、,I,、,P,的变化情况，并将数据绘成曲线，将得到上图的曲线，称为太阳电池的电流电压特性。,晶体硅太阳电池的电流电压特性,电池,光伏行业基础知识讲义发布课件,电池,短路电流,I,sc,：负载的电阻为零时，太阳电池的输出电流；,开路电压,V,oc,：负载的电阻无穷大时，太阳电池的输出电压；,最大功率点,P,m,：太阳电池的最大输出功率；,最大功率点电流,I,m,：输出功率最大时，太阳电池的输出电流；,最大功率点电压,V,m,：输出功率最大时，太阳电池的输出电压；,太阳电池的性能参数,光伏行业基础知识讲义发布课件,电池,转换效率,：太阳电池的最大输出功率,P,m,与入射光功率的比值，是衡量太阳电池性能的最重要参数；,填充因子,FF,：太阳电池的最大输出功率,P,m,与短路电流,I,sc,、,开路电压,V,oc,乘积的比值；,串联电阻,R,s,：,主要是太阳电池的体电阻、表面电阻、电极导体电阻、电极与硅表面的接触电阻组成。,并联电阻,R,sh,：为旁漏电阻，它是由硅片的边缘不清洁或硅片表面缺陷引起。,太阳电池的性能参数,光伏行业基础知识讲义发布课件,电池,具体分类,转换效率,%,优点,缺点,产业化阶段,商业化,实验室,单晶硅,15-18,24.7,0.5,技术工艺最为成熟，市场主导产品，转换效率高，性能稳定,原料成本高，目前受上游晶体硅供应瓶颈所困,大规模商业化生产,多晶硅,13-16,20.3,0.5,多晶硅成本比单晶硅低,转化率相对较低；原料成本仍相对较高,大规模商业化生产,多晶硅薄膜,10-12,16.6,0.4,可在多种廉价衬底材料上制备，成本低于晶体硅电池,转化率相对较低,中小规模商业化生产,非晶硅薄膜,5,-,7,9.5,0.3,对太阳光的吸收系数高，因此材料需求量少，可沉积在各种廉价衬底材料上，生产成本低，单片电池面积大，适宜于大规模生产,禁带宽度较大，对太阳光辐射的长波区域不敏感，致使转换效率难以提高；有光致衰退现象,中小规模商业化生产,晶体硅太阳电池与其他太阳电池的比较,光伏行业基础知识讲义发布课件,铜铟硒类,18.8,0.5,直接带隙材料，带隙宽度小，具有大范围太阳光谱响应特性，性能稳定,铟硒都是稀有金属，大规模生产的原料来源有问题,实验室中试阶段,碲化镉,8-10,16.5,0.5,光谱响应特性好，弱光和高温条件下性能相对较好，耐辐射,镉及其化合物有毒，污染环境,中小规模商业化生产,砷化镓,25.1,0.8,光吸收率极高，转换效率高，性能稳定,生产成本高，现用于太空领域，未来有希望应用于聚热式太阳能发电系统,太空和聚光太阳能发电,燃料敏化,TiO,2,纳米薄膜,10.4,0.3,理论转换效率高，透明性好，工艺简单，生产成本低,使用液体电解质，使用不便，且对环境有潜在影响,实验室阶段,晶体硅太阳电池与其他太阳电池的比较,电池,光伏行业基础知识讲义发布课件,产业链各环节介绍,（三）组件,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,组件线又叫封装线，封装是太阳能电池生产中的关键步骤，没有良好的封装工艺，多好的电池也生产不出好的组件板。电池的封装不仅可以使电池的寿命得到保证，而且还增强了电池的抗击强度。产品的高质量和高寿命是赢得可客户满意的关键，所以组件板的封装质量非常重要。,组件线,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,组件作为晶体硅太阳能行业的最终产品，应用于光伏系统发电，即直接面向客户。其质量最为关键。目前，优良的组件产品拥有25年的质量保证，即十年内功率衰减少于等于10%，二十五年内功率减少小于等于20%。,组件线,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,产品实图,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,组件结构,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,组件结构,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,晶体硅太阳电池是组件最重要的部分，直接影响组件的电性能。,材料,晶体硅太阳电池,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,晶体硅太阳电池囊封材料是,EVA,，它乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物，化学式结构如下,（,CH2,CH2,）,（,CH,CH2,）,|,O,|,O,O,CH2,材料,EVA,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,EVA,是一种热融胶粘剂，常温下无粘性而具抗粘性，以便操作，经过一定条件热压便发生熔融粘接与交联固化，并变的完全透明，长期的实践证明：它在太阳电池封装与户外使用均获得相当满意的效果。,固化后的,EVA,能承受大气变化且具有弹性，它将晶体硅片组,“,上盖下垫,”,，将硅晶片组包封，并和上层保护材料玻璃，下层保护材料,TPT,（聚氟乙烯复合膜），利用真空层压技术粘合为一体。,另一方面，它和玻璃粘合后能提高玻璃的透光率，起着增透的作用，并对太阳电池组件的输出有增益作用。,材料,EVA,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,TPT,（聚氟乙烯复合膜），用在组件背面，作为背面保护封装材料。,用于封装的,TPT,至少应该有三层结构：外层保护层,PVF,具有良好的抗环境侵蚀能力，中间层为聚脂薄膜具有良好的绝缘性能，内层,PVF,需经表面处理和,EVA,具有良好的粘接性能。,太阳电池的背面覆盖物,氟塑料膜为白色，对阳光起反射作用，因此对组件的效率略有提高，并因其具有较高的红外发射率，还可降低组件的工作温度，也有利于提高组件的效率。当然，此氟塑料膜首先具有太阳电池封装材料所要求的耐老化、耐腐蚀、不透气等基本要求。,材料,TPT,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,采用低铁钢化绒面玻璃(又称为白玻璃)，在太阳电池光谱响应的波长范围内(320-1100nm)透光率达91%以上，对于大于1200 nm的红外光有较高的反射率。此玻璃同时能耐太阳紫外光线的辐射，透光率不下降。,材料,钢化玻璃,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,平板组件必须有边框，以保护组件和组件与方阵的连接固定。边框为粘结剂构成对组件边缘的密封。,材料,铝型材边框,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,涂锡带由无氧铜剪切拉拔或轧制而成，所有外表面都有热度途层。涂锡带用于太阳能组件生产时太阳能电池片的串焊接和汇流焊接，要求涂锡带具有较高的焊接操作性及牢固性。,材料,涂锡铜带,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,1,、,划片,2,、电池检测,3,、正面焊接,检验,4,、背面串接,检验,5,、敷设（玻璃清洗、材料切割、敷设）,6,、中间测试,7,、层压,8,、去毛边（去边、清洗）,9,、装边框（涂胶、装角键、冲孔、装框、擦洗余胶）,10,、焊接接线盒,11,、,组件测试,外观检验,12,、包装入库；,工艺,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,根据需要进行划片，将太阳电池切成需要的小尺寸。,所需设备：激光划片机,材料：太阳电池片、破碎太阳电池片,工艺,划片,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,由于电池片制作条件的随机性，生产出来的电池性能不尽相同，所以为了有效的将性能一致或相近的电池组合在一起，所以应根据其性能参数进行分类；电池测试即通过测试电池的输出参数（电流和电压）的大小对其进行分类。以提高电池的利用率，做出质量合格的电池组件。,工艺,电池测试,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,工艺,电池测试,所需设备：太阳能电池单体测试分选仪,材料：电池片,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,是将焊带焊接到电池正面（负极）的主栅线上。焊带为镀锡的铜带，长度约为电池边长的2倍。多出的焊带在背面焊接时与后面的电池片的背面电极相连。,工艺,正面焊接,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,所需设备：恒温焊台（手工焊）、自动串焊机（机械焊）；,材料：电池片、焊带（助焊剂浸泡）,辅助工具：烙铁头、酒精、无尘布,工装：焊接工作台,工艺,正面焊接,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,背面焊接是将,12,片电池串接在一起形成一个组件串，电池的定位主要靠一个膜具板，上面有,12,个放置电池片的凹槽，槽的大小和电池的大小相对应，槽的位置已经设计好，不同规格的电池片使用不同的模板，操作者使用电烙铁和焊锡丝将,“,前面电池,”,的正面电极（负极）焊接到,“,后面电池,”,的背面电极（正极）上，这样依次将,12,片串接在一起并在组件串的正负极焊接出引线。,工艺,背面串接,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,所需设备：恒温焊台（手工焊）、自动串焊机（机械焊）；,材料：正面焊接电池片、焊锡丝,辅助工具：烙铁头、酒精、无尘布、焊接模板,工装：焊接工作台,工艺,背面串接,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,背面串接好且经过检验合格后，将组件串、玻璃和切割好的EVA 、背板按照一定的层次敷设好，准备层压。敷设时保证电池串与玻璃等材料的相对位置，调整好电池间的距离，为层压打好基础。,工艺,敷设,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,所需设备：恒温焊台,材料：电池串，焊锡丝，切割好的,EVA,、,TPT,，清洗干净的钢化玻璃，汇流条；,辅助工具：烙铁头、手术刀,工装：敷设台,工艺,敷设,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,工艺,敷设,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,用自来水清洗玻璃，去除表面污渍、杂质等。,所需设备：玻璃清洗机,材料：钢化玻璃、自来水,工艺,玻璃清洗,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,切割TPT、EVA成合适尺寸，用于敷设。,所需设备：裁剪机,材料： TPT、EVA,工艺,材料切割,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,对敷设好的组件进行测试，根据测试曲线、数据进行分析，得出是否合格，若不合格则找出问题进行返修。这时未进行层压，产品返修成本低。该工艺很大程度上降低产品不合格率，降低产品成本。,工艺,中间测试,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,所需设备：太阳能组件测试仪,材料：敷设完组件,工艺,中间测试,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,将敷设好的电池放入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热使EVA熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起；最后冷却取出组件。层压工艺是组件生产的关键一步，层压温度、层压时间根据EVA的性质决定。,工艺,层压,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,所需设备：层压机,材料：敷设后产品,工装：四氟布、观察架,工艺,层压,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,工艺,层压,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,层压时EVA熔化后由于压力而向外延伸固化形成毛边，所以层压完毕应将其切除,工艺,修边,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,所需设备：无,材料：层压完半成品组件,辅助工具：美工刀,工装：工作台,工艺,修边,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,类似与给玻璃装一个镜框。给组件装铝框，增加组件的强度， 进一步的密封电池组件，延长电池的使用寿命。边框和玻璃组件的缝隙用硅酮树脂（硅胶）填充。各边框间用角键连接。,工艺,装框,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,所需设备：装框机、硅胶枪,材料：修边后半成品组件、铝合金边框、铝合金销子、硅胶,辅助工具：木质榔头、无尘布、酒精,工装：工作台,工艺,装框,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,在组件背面引线处焊接一个盒子，以利于电池与其他设备或电池间的连接。,工艺,焊接接线盒,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,所需设备：硅胶枪,材料：硅胶、接线盒、装框完组件,工装：工作台,工艺,焊接接线盒,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,测试的目的是对电池的输出功率进行标定，测试其输出特性，确定组件的质量等级。出售组件是以组件的功率销售。,工艺,组件测试,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,所需设备：太阳能组件测试仪,材料：成品组件,工艺,组件测试,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,1,、高转换效率、高质量的电池片；,2,、高质量的原材料，例如：高的,交联度,的,EVA,、高粘结强度的封装剂（中性硅酮树脂胶）、高透光率高强度的,钢化,玻璃等；,3,、合理的封装工艺；,4,、员工严谨的工作作风；,组件高效和高寿命如何保证,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,电池测试,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,焊接,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,焊接机,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,敷设,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,层压机,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,装铝框,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,流水线式装铝框线,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,粘接线盒,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,组件测试,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,测试报告,光伏行业基础知识讲义发布课件,组件,包装,光伏行业基础知识讲义发布课件,