太阳能电池的制造工艺

太阳能电池组件的制造工艺目录第一章前言 1 第二章晶体硅太阳能电池组件的生产工艺 2 § 2.1 太阳能电池片的处理 2 § 2.1.1 硅棒的生产工艺流程 . 2 § 2.1.2 硅片的生产工艺流程 . 2 § 2.1.3 电池片的生产工艺 . 2 § 2.2 电池组件的制造 3 § 2.2.1 电池测试 . 3 § 2.2.2 电池片焊接 . 3 § 2.2.3 组件层叠 . 3 § 2.2.4 组件层压 . 4 § 2.2.5 修边和装框 . 4 § 2.2.6 焊接接线盒 . 4 § 2.2.7 高压测试和组件测试 . 4第一章前言随着社会的发展， 人类对能源的需求变得多样化， 由于原始能源的获取主要通过煤、石油、天然气等石化能源，但是这些能源变得越来越少，同时还会造成环境的污染。 近年来随着人们对环境的重视， 对新能源的需求变得越来大。 太阳能作为一种清洁、 高效和永不衰竭的新能源， 在日常生活中受到了各国政府的重视， 各国都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。 光伏行业受到的极大重视，在短短的几年里便得到迅速发展，我国光伏行业以每年 30%左右的增速发展。 因此开发利用太阳能等可再生能源、 实现能源工业的可持续发展更显迫切、意义也更为重大。第二章晶体硅太阳能电池组件的生产工艺§ 2.1 太阳能电池片的处理§ 2.1.1 硅棒的生产工艺流程１．装料和熔化 a. 粉碎至适当大小 b. 装料时，底部不能有过多的空隙，不能碰到坩埚上边沿 c. 抽真空，充入保护气 d. 加热温度高于 1412℃２． 种晶 先将籽晶降至液面数毫米处暂停片刻， 使籽晶温度尽量接近熔硅温度，然后将籽晶浸入熔硅，使头部熔解，接着籽晶上升，生长单晶硅３．缩颈 将籽晶快速提升，缩小结晶直径４．放肩 放慢生长速度，晶体硅直径增大５．等径 稳定生长速度，使晶体硅直径保持不变６．收尾 加快提升速度，同时升高熔硅温度，使晶体硅直径不断缩小，形成一个圆锥形，最终离开液面．§ 2.1.2 硅片的生产工艺流程§ 2.1.3 电池片的生产工艺制绒， 就是把相对光滑的原材料硅片的表面通过酸或碱腐蚀， 使其凸凹不平，变得粗糙， 形成漫反射， 减少直射到硅片表面的太阳能的损失。 对于单晶硅来说外径滚磨 平边或 V 型槽处理研磨切片倒角清洗腐蚀抛光 烘干包装 分选一般采用 NaOH加醇的方法腐蚀，利用单晶硅的各向异性腐蚀，在表面形成无数的金字塔结构，碱液的温度约 80 度，浓度约 1~2%，腐蚀时间约 15 分钟。对于多晶来说，一般采用酸法腐蚀。扩散 : 太阳能电池的核心是 p-n 结， 扩散的目的在于形成 PN结。普遍采用磷做 n 型掺杂。 由于固态扩散需要很高的温度， 因此在扩散前硅片表面的洁净非常重要， 要求硅片在制绒后要进行清洗， 即用酸来中和硅片表面的碱残留和金属杂质。刻蚀 : 作用是去除扩散后硅片的四周的 N型硅，防止漏电。目前，工业化生产用等离子干法腐蚀， 在辉光放电条件下通过氟和氧交替对硅作用， 去除含有扩散层的周边。PSG:在扩散工艺后，硅片表面会形成一层 PSG，可通过氢氟酸溶液洗去镀膜 : 镀膜设备分管式和板式两种，管式膜面致密，电池片效率比板式高出0.3%， 但与板式相比膜面均匀度差， 生产周期长等缺点， 商业化生产大多采用板式镀膜。印刷烧结工艺这一道工序属于电池片生产的最后一道工序。 此工序注重与前面工序的协调性。目的：在电池上下表面各印上电极图形，经烧结与硅片形成欧姆接触§ 2.2 电池组件的制造§ 2.2.1 电池测试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。 以提高电池利用率，做出质量合格的电池组件。§ 2.2.2 电池片焊接将汇流带焊接到电池正面（负极）的主栅线上，汇流带为镀锡的铜带，我们使用的焊接机可以将焊带以多点的形式点焊在主栅线上。 焊带的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§ 2.2.3 组件层叠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 、 玻璃纤维、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。 （敷设层次：由下向上：玻璃、EVA、电池片、 EVA、背板） 。§ 2.2.4 组件层压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。我们使用快速固化EVA时，层压循环时间约为 25分钟。固化温度为 150℃。§ 2.2.5 修边和装框 . 修边： 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。装框： 类似与给玻璃装一个镜框；给玻璃组件装铝框，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填充。各边框间用角键连接。§ 2.2.6 焊接接线盒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。§ 2.2.7 高压测试和组件测试高压测试： 高压测试是指在组件边框和电极引线间施加一定的电压， 测试组件的耐压性和绝缘强度，以保证组件在恶劣的自然条件（雷击等）下不被损坏。组件测试： 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。