太阳能光伏产业的学习总结

太阳能光伏产业的学习总结

郑斌

2016.8目录1.太阳能及光伏发电概述2.太阳能电池制造工艺1.太阳能及光伏发电概述太阳能资源特点优点普遍无害巨大长久缺点分散性不稳定性效率低成本高太阳能能源分布图颜色辐射等级年辐射量（KWh/m2)日辐射量（KWh/m2)红最好≥1860≥5.1枯红好1500-18604.1-5.1黄一般1200-15003.3-4.1粉差＜1200＜3.3根据各地接受太阳总辐射量的多少，可将全国划分为四类地区：第一类为中国太阳能资源丰富的地区，日辐射量＞5.1KWh/m2。第二类为中国太阳能资源较丰富地区，日辐射量4.1-5.1KWh/m2。第三类为中国太阳能资源中等类型地区，日辐射量3.3-4.1KWh/m2。第四类为中国太阳能资源较差地区，日辐射量＜3.3KWh/m2。太阳能光伏发电原理原理既光生伏特效应，既利用电池吸收光能，在电池内建内电场的作用下，电池两端积累异号电荷，产生光生电压。太阳能光伏系统组成（基础部件）太阳能光伏系统光伏组件阵列蓄电池控制器逆变器太阳能光伏发电系统的规模和应用形式各异，但其组成结构基本相同，主要部件有：太阳能光伏系统分类太阳能光伏系统独立光伏发电系统直联系统配备储能装置的独立光伏发电系统并网光伏发电系统光伏电站户用并网光伏系统混合光伏发电系统光伏/风力混合发电系统光伏/柴油发电机等混合发电系统太阳能光伏产业链结构晶体硅原料生产硅棒/硅锭生产太阳能电池制造组件生产光伏产品生产光伏发电系统从全球范围来看，产业链5个环节所涉及企业数量依次大幅增加，光伏市场产业链呈金字塔形结构。太阳能光伏发电应用分类通信与工业应用微波中继站光缆通信系统无线寻呼台站卫星通信和卫星电视接收系统农村程控电话系统部队通讯系统铁路和公路信号系统其他农村和边远地区应用独立光伏电站太阳能照明灯太阳能水泵小型风光互补发电系统太阳能户用系统其他光伏并网发电系统大规模荒漠发电站分布式光伏建筑一体化工程太阳能商品及其他太阳能充电器太阳能手表太阳能汽车计算器太阳能钟太阳能庭院汽车换气扇其他2.太阳能电池制造工艺太阳能电池分类太阳能电池晶体硅电池单晶硅电池多晶硅电池薄膜电池非晶硅电池其他化合物电池目前市场上应用最多的是晶体硅太阳能电池。太阳能电池结构栅状电极：增加入射光的面积，用金属网格覆盖P-N结技术制得。抗反射膜：用化学气相沉积法制得的一层氮化硅膜，将反射损失减小到5%甚至更小。TPT(底板）：对电池起保护和支撑作用。EVA（粘结剂）：固定电池和保证上、下盖板密合的关键材料。钢化玻璃（上盖板）：覆盖在电池的正面，组件的最外层。既要透光率高，又要坚固、耐风霜雨雪，起到长期保护电池的作用。太阳能电池连接方式光伏组件焊接方式串联并联串并联混合硅料硅锭切割硅片多晶硅芯片太阳能电池板太阳能电池的硅材料太阳能电池用的硅片通常厚度在300-350μm，硅杂质浓度较高（5个9的纯度），比集成电路用的单晶硅（7-8个9的纯度）低很多。太阳能电池制作流程（单晶硅）硅片清洗制绒扩散制结等离子刻蚀去磷硅玻璃抗反射膜制备丝网印刷烧结检测分级表面制绒：使受光面积增大，反射率降低；可提高单晶硅太阳电池的短路电池，从而提高光电转换效率。由于硅片为P型硅片，可用氢氧化钠溶液对单晶硅片进行各向异性腐蚀来制备绒面。扩散制结：由于原始硅片采用P型硅，发射区扩散一般采用三氯氧磷气体携带源方式，这个工艺的特点是生产效率高，有利于降低成本。等离子刻蚀：去除边缘P-N结，防止上下短路。采用高频辉光放电反应，使反应气体激活成活性粒子，这些活性粒子扩散到需刻蚀的部位，在那里与被刻蚀材料进行反应，形成挥发性反应物而被去除。去磷硅玻璃：用HF酸把表面的磷硅玻璃去除。抗反射膜制备：在硅片表面镀上一层深蓝色的氮化硅膜，可以充分吸收太阳光，降低反射；在硅片表面有氢钝化的作用。丝网印刷背电极（银浆）、背电场（铝浆）及正面栅线（银浆）。提高太阳能电池效率的途径降低光电子的表面结合，如降低表面态等降低入射光的表面反射，用多种太阳光减反射技术，如沉积减反层、硅片表面织构技术、局部背表面场技术，最大限度地减少太阳光在硅表面的反射电极低接触电阻和集成受光技术，如表面浓度扩散技术，使电极接触电阻低和增加硅表面受光面积降低P-N结的结深和漏电采用高效廉价光电转换材料高效太阳能电池材料及电池制备方法多晶硅化学气相沉积法（LPCVD和PECVD)液相外延法溅射沉积法非晶硅薄膜反应溅射法PECVDLPCVD多元化合物薄膜MOVPELPE聚合物薄膜利用不同氧化还原型聚合物的不同氧化还原电势，在导电材料表面进行多层复合，制成类似无机P-N结的单向导电装置。纳米晶材料由一种在禁带半导体材料修饰、组装到另一种大能隙半导体材料上形成的窄禁带半导体材料采用过渡金属Ru及Os等的有机化合物敏化染料。光电子倍增材料

利用光子倍增材料，吸收高能太阳光及蓝光、紫外光光子，产生多个电子，得到多数能量转换为电能。高效太阳能电池结构高效太阳能电池结构叠层结构多层电池多层薄膜聚焦镜头结构全光谱利用结构太阳能电池发展趋势转换率高生产成本低以GaAs类III-V族化合物及CIS等稀有元素材料制备的太阳能电池虽转换效率高，但材料不容易获取，因此不