新能源新材料培训课件-终稿资料

1、新能源技术培训课件培训目标理解太阳能发电的基本原理了解太阳能发电系统的分类及构成掌握硅片的原材料及工艺流程新能源（一）太阳能光伏发电 1、定义：直接将太阳的光能变换成电能的太阳能利用方式称为太阳光伏发电。 2、工作原理：太阳能电池发电的原理主要是半导体的光电效应，一般的半导体主要结构如下： 图中，正电荷表示硅原子，负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子。当硅晶体中掺入其他的杂质，如硼、磷等，当掺入硼时，硅晶体中就会存在着一个空穴。新能源 图中，正电荷表示硅原子，负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子。而黄色的表示掺入的硼原子，因为硼原子周围只有3个电子，所以就会产生入图所示的蓝色的空穴，这个空穴因

2、为没有电子而变得很不稳定，容易吸收电子而中和，形成P（positive）型半导体。同样，掺入磷原子以后，因为磷原子有五个电子，所以就会有一个电子变得非常活跃，形成N（negative）型半导体。黄色的为磷原子核，红色的为多余的电子。新能源 N型半导体中含有较多的空穴，而P型半导体中含有较多的电子，这样，当P型和N型半导体结合在一起时，在两种半导体的交界面区域里会形成一个特殊的薄层，界面的P型一侧带负电，N型一侧带正电。这是由于P型半导体多空穴，N型半导体多自由电子，出现了浓度差。N区的电子会扩散到P区，P区的空穴会扩散到N区，一旦扩散就形成了一个由N指向P的“内电场”，从而阻止扩散进行。达到平

3、衡后，就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差，这就是PN结。 新能源 当晶片受光后，PN结中，N型半导体的空穴往P型区移动，而P型区中的电子往N型区移动，从而形成从N型区到P型区的电流。然后在PN结中形成电势差，这就形成了电源。(如下图所示）：新能源3、光伏发电的分类按照供能方式，通常可将光伏发电系统分为独立光伏发电系统（也称离网系统）、并网发电系统和混合光伏发电系统。独立光伏发电系统根据负载的特点可分为直流系统、交流系统和交直流混合系统。其主要区别在于系统中是否有逆变器。4、太阳能发电系统的主要组成部分太阳能电池组件和方阵：具有外部封装及内部连接、能单独提供直流电输出的最小不可分割的太阳能电池

4、组合装置，叫做太阳能电池组件。由两个或两个以上的太阳能电池组件在机械和电气上按一定方式组装在一起，并且有固定的支撑结构而构成的直流发电单元，叫做太能电池方阵。蓄电池：一种化学电源，能将直流电能转化为化学能储存起来，需要时再把化学能转变为电能。蓄电池在系统中起着电能贮存、调节功率和提供能量的作用，并向负载提供电能。新能源直流交流逆变器：将交流电变换成直流电称为整流，完成整流功能的电路称为整流电路；而将直流电变换成交流电称为逆变，完成逆变功能的电路称为逆变电路。控制器：控制器是光伏发电系统的核心部件之一，也是平衡系统的主要组成部分，在小型光伏系统中，控制器也称为充放电控制器，它主要起防止蓄电池过充

5、电和过放电的作用。新能源 5、独立光伏发电系统的介绍 独立光伏发电系统根据负载的特点可分为直流系统、交流系统和交直流混合系统。其主要区别在于系统中是否有逆变器。各种独立光伏发电系统框图如下：新能源 独立光伏发电系统由太阳能电池方阵、控制器、逆变器、蓄电池组以及支架和输配电设备构成，太阳能电池方阵双称为太阳能发电机，其他设备称为平衡系统或配套系统。新能源 （二）太阳能硅片 1、定义和分类 硅：一种重要的半导体材料，用作半导体材料的硅是经还原提纯的高纯硅（纯度达8个“9”以上），它有非晶、多晶、单晶3种形态。 2、主要产品 单晶硅和多晶硅 熔融的单质硅凝固时,硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果

6、这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则形成单晶硅。如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则形成多晶硅。新能源 多晶硅可作拉制单晶硅的原料，多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。例如在力学性质、光学性质和热学性质的各向异性方面，远不如单晶硅明显；在电学性质方面，多晶硅晶体的导电性也远不如单晶硅显著，甚至于几乎没有导电性。在化学活性方面，两者的差异极小。新能源（三）硅片关键工序的原理和工艺流程 1、铸锭工艺 配方自动循环的步骤: 加热熔化长晶退火冷却 新能源2、晶体切割生产工艺切断：是切除单晶硅棒的头部、尾部及超出客户规格的部分，将单晶硅棒分段成切片设备可以处理的长度，切取试片测量单晶硅棒的电阻率

7、氧含量等参数。切方粘胶：为了实现单晶硅圆棒（圆棒）的开方加工，需将圆棒垂直安放于设备工作台上，且同排圆棒的轴线需要保持在同一平面内，因此，圆棒在开方前需将其粘接在粘接盘上，且圆棒的轴线与粘接盘的轴线要保持在同一直线上。新能源切方 单晶硅圆棒垂直安装在设备工作台上后，随着工作台整体移动。在切割过程中，工作台垂直移动，在导向系统的引导下，锯条高速运行，在水的冷却和润滑下，通过锯条上的金钢砂完成对同排单晶硅圆棒的切割。滚磨 圆棒开方后，仍存有不规则的圆弧，需将其处理为规则的符合一定尺寸要求的圆弧，即倒角，以便切出几何规格一定的硅片。为达到此目的，以方棒轴线为轴旋转，同时金钢砂磨轮对圆弧不断进行磨削直

8、至达到所需规格。砂浆搅拌 tai 阳能硅片的切割过程中，需要使用硬度高、粒度小且粒径分布集中的碳化硅微粉作为主要切削介质。为使碳化硅微粉在切削过程中分散均匀，同时及时带走切削过程中产生的巨大的摩擦热通常需先将碳化硅微粉按照一定比例加入到以新能源 聚乙二醇（PEG）基或油类为主要原料合成的水溶性或油性太阳能硅片切削液中并充分分散，配置成均匀稳定的切割砂浆后再用于硅片切割。新能源 3、多线切割粘胶 为了使晶棒能够随机器进给系统一起运动，需要将晶棒粘接在夹持工件夹持导轨上。粘胶工序就是负责对即将入机切割的晶棒进行粘接处理。多线切割 线切割因加工效率高，损耗少，适合大批量硅片加工等优势，在太阳能电池及

9、半导体材料的切割上，得到了广泛的应用。 新能源清洗、包装 硅棒在经过切方、滚磨以及多线切割后，硅片表面吸附了大量的附着物。如：金属离子、残留切削液、砂浆颗粒等等。为了提高硅片的表面质量，确保硅片在加工成电池片后的转换效率，所以，需要将附着在硅片表面的污渍彻底清洗干净。第四部分新材料技术培训培训讲师：培训时间：培训目标理解高纯铝、电子铝箔、电极箔的定义了解各类产品的工艺流程掌握高纯铝、电子铝箔、电极箔的分类及原材料要求掌握电极箔的应用领域及发展方向新材料（一）高纯铝产品1、定义 通常把纯度（铝含量）大于99.8%的纯铝叫做高纯铝，它是以优质精铝为原料，采用定向凝固提炼法生产的。高纯铝呈银白色，表

10、面光洁，具有清晰结晶纹，不含有夹杂物。高纯铝具有低的变形抗力、高的电导率及良好的塑性等性能，主要被应用于科学研究、电子工业、化学工业及制造高纯合金、激光材料及一些其他特殊用途，高纯铝具有良好的延展性，通常可以碾压成极薄的铝箔或极细的铝丝。2、分类 高纯铝又可细分为次超高纯铝（铝含量99.5%99.95%)、超高纯度铝（铝含量99.996%99。999%）和极高纯度铝（铝含量99.999%以上）。新材料 3、电解铝生产工艺原理及其原材料 原理：现代铝工业生产，主要采取冰晶石氧化铝融盐电解法。直流电流通入电解槽，在阴极和阳极上起电化学反应，反应式如下： 2Al2O3（溶解）+3C（固）=4Al（液

11、）+3CO2（气） 电解产物，阴极上是铝液，阳极上是CO2和CO气体。铝液用真空抬包抽出，经过净化和澄清之后，浇铸成商品铝锭，其质量达到99.599.8Al。阳极气体中还含有少量有害的氟化物和沥青烟气，经过净化之后，废气排放入大气，收回的氟化物返回电解槽。新材料（二）电子铝箔1、定义 电子铝箔是经过热轧、冷轧、箔轧、分切、退火等工序生产制造而成的高科技产品。 2、生产工艺流程 原材料精铝板锭入厂前先要进行检验，在内部组织、成分控制达标的前提下，还要求外观质量必须符合电子铝箔公司内部入厂检验标准方可入厂进行生产。精铝板锭进厂先要进行铣面工序，其目的在于消除由精铝铸锭引起的表面各类缺陷。铣面后检验

12、合格进入加热炉进行均匀化退火，在达到 电子铝箔新材料 工艺要求的各项条件后开始热轧。通常，经过几个道次的轧制道次的热轧，生产得到表面质量合格，并且满足下道工序来料厚度要求得热轧卷，热轧工序完成进行正常的转序。热轧产品转入冷轧生产，通常冷轧工序分为粗轧和精轧两个阶段，即对应到冷轧和箔轧工序，在该工序热轧产品经过粗轧和精轧得到客户要求成品厚度的料卷。新材料（三）电极箔产品 1、定义及工艺流程 电极箔是采用光箔做为生产原料，经过配制、前后处理、水洗、干燥、收卷等工艺流程，生产出质量高、电化学性能指标好的高压腐蚀产品；或以高压腐蚀箔做为生产原料，通过配制、前处理、中处理、分级化成、水洗、导电、热处理、

13、干燥、收卷等工序生产出可满足市场各规格需求的高压化成产品。电极箔新材料 电极箔是铝电解电容器专用的高性能电子材料。其原理是在厚100m，纯度大于99.99的高纯铝箔表面进行电化学处理，以满足铝电解电容器所需电压、容量、强度的需求，其腐蚀比容的高低决定了电容器性能的大小，而氧化膜的质量水平决定了电容器的主要性能指标。 民用产品 家用电气 （电视机、空调等）照明 （节能灯 整流器）电子产品 （手机、录画机、游戏机、音响、数码相机、导航仪、无线）电脑 （台式电脑，笔记本电脑） 新材料工业产品 节能设备 （变频器、机械、电梯、变频空调等）交通工具 （电动汽车、电力机车）能源设备 （发电、风力发电、矿山） 新材料2、铝电解电容器的主要应用领域：薄型电视电脑游戏机录相机变频空调音响汽车变频器约个约个约个约个约个约个约个约个电容器新材料 3、铝箔的发展动向 （）按末端产品特性要求 满足数码电子产品的要求 低压箔高比容、耐水性、长寿命。机械加工性。满足固体 电容器用铝箔的要求 满足节能灯产品的要求 中高压箔 耐热性、耐久性。机械加工性。 满足变频器产品的要求 高压箔 耐高压、耐纹波、寿命性。提高比容。新材料 混合动机汽车的要求 高压箔 耐超高电压（化成电压）。寿命性。 （）铝箔综合技术开发 光箔腐蚀箔化成箔的共同研发 （）前沿技术 定格电压用电极箔的开发 非结晶耐高温氧化膜的开