光伏产业链介绍

关于光伏产业链介绍一.硅材料制备工艺流程(西门子法)硅砂冶金硅三氯氢硅多晶硅盐酸电炉焦碳还原第2页,共43页，2024年2月25日，星期天

硅太阳电池制造过程第3页,共43页，2024年2月25日，星期天

硅片制备第4页,共43页，2024年2月25日，星期天1.由硅砂到冶金硅将石英砂放在大型电弧炉中,用焦碳进行还原。

SiO2+2CSi+2CO

硅定期从炉中倒出,并用氧气或氧-氯混合气体吹之以进一步提纯。然后倒入浅槽,逐渐凝固,便成冶金硅

(含硅97%-99%)第5页,共43页，2024年2月25日，星期天2.由冶金硅到三氯氢硅将冶金硅破碎成粉末,与盐酸在液化床上进行反应,得到三氯氢硅(TCS)。

Si+3HClSiHCl3+H2第6页,共43页，2024年2月25日，星期天3.由三氯氢硅到多晶硅对三氯氢硅进行分馏,以达到超纯状态。对超纯三氯氢硅用H2通过化学气相沉积(CVD)方法还原成多晶硅。

SiHCl3+H2Si+3HCl第7页,共43页，2024年2月25日，星期天4.多晶硅锭的制造由西门子法得到的多晶硅棒,因未掺杂等原因,不能直接用来制造太阳电池。将熔化的硅经过定向凝固后,即可获得掺杂均匀,晶粒较大,成纤维状的多晶硅铸锭。第8页,共43页，2024年2月25日，星期天

由硅砂到太阳电池组件第9页,共43页，2024年2月25日，星期天5.单晶硅棒的制造(1)切克劳斯基(CZ)法在单晶炉中将硅熔化,并将籽晶引向融熔的硅液,然后一边旋转,一边提拉,融熔的硅就在同一方向定向凝固,得到单晶硅棒。掺杂可在熔化硅之前进行,利用许多杂质在硅凝固和熔化时的溶解度之差,使一些有害杂质浓集于底部,可以起到纯化作用。第10页,共43页，2024年2月25日，星期天

切氏(CZ)法和区溶(FZ)法制单晶第11页,共43页，2024年2月25日，星期天(2)区熔(FZ)法用水冷的高频线圈环绕硅单晶棒,使硅棒内产生涡电流而自身加热,使硅棒局部熔化,出现浮区,及时缓慢移动高频线圈,同时硅棒旋转,使熔化的硅重新结晶。利用硅中杂质的分凝现象,提高了硅的纯度。反复移动高频线圈,可使得硅棒中段不断提纯。最后得到高纯的单晶硅棒。第12页,共43页，2024年2月25日，星期天

5.带状晶体硅的制造定边喂膜(EFG)法与直拉方法相似,在坩埚中使融熔的硅从能润湿硅的模具狭缝中通过而引出单晶硅带。

第13页,共43页，2024年2月25日，星期天

多晶硅片和硅带制备第14页,共43页，2024年2月25日，星期天6.非晶硅膜的制造利用化学气相沉积(CVD)法或物理气相沉积(PVD)法，可以得到非晶硅膜。(CVD)法有:热化学气相沉积法；辉光放电法；光化学气相沉积法。(PVD)法有:溅射法；电子蒸发法。第15页,共43页，2024年2月25日，星期天二.晶体硅电池片制造工艺

工艺流程硅片制备清洗腐蚀扩散制结去背结电极制备去边制减反膜烧结检测第16页,共43页，2024年2月25日，星期天2.硅片制备选择硅片时，要考虑硅材料的导电类型、电阻率、晶向、位错、少子寿命等。将符合要求的圆形单晶硅棒切割成厚度为0.2-0.4mm的硅片，并切去四边成方形。对于多晶硅锭先进行破锭，再按要求切片。在经过切、磨、抛、及腐蚀等工序后，硅材料一般要损失60%左右。

第17页,共43页，2024年2月25日，星期天3.表面清洗腐蚀用有机溶剂(如甲苯等)初步去油，再用热硫酸作化学清洗，去除沾污的杂质。在酸性或碱性腐蚀液中进行表面腐蚀，去除表面的切片机械损伤，每面大约腐蚀掉30-50μm。再用王水或其他其它清洗液进行化学清洗。每道工序后都要用高纯的去离子水冲洗。

第18页,共43页，2024年2月25日，星期天4.扩散制结是制造太阳电池的关键工序方法有热扩散；离子注入；外延；激光或高频电注入等。一般常用热扩散方法。热扩散方法有:

涂布源扩散，又分简单涂布源扩散和二氧化硅乳胶源涂布扩散；液态源扩散；固态源扩散。第19页,共43页，2024年2月25日，星期天5.

去背结在高温扩散过程中，硅片的背面也形成了p-n结，所以要把背结去除。常用的方法有化学腐蚀法；磨砂法和蒸鋁烧结法。第20页,共43页，2024年2月25日，星期天6.

制作上、下电极上电极通常是栅线状，以收集光生电流。下电极布满在电池的背面，以减少电池的串联电阻。制作方法有真空蒸镀、化学镀膜、鋁浆印刷烧结等。目前主要用鋁浆印刷烧结。用涤纶薄膜制成所需电极图形的掩膜，贴在丝网上，然后套在硅片上用银、鋁浆印刷，再在真空和保护气氛中烧结。用化学镀镍制备下电极。第21页,共43页，2024年2月25日，星期天

7.腐蚀周边在扩散时,硅片的周边也形成扩散层,可能产生局部短路,使电池的并联电阻下降,影响电池性能。可以将硅片的两边涂黑胶、粘贴耐酸胶带或挤压后放入腐蚀液中,不到1分钟,即可取出洗净。目前常用等离子干法腐蚀，在辉光放电条件下去除含有扩散层的周边。

第22页,共43页，2024年2月25日，星期天8.制减反膜硅表面反射损失率大约为1/3。为了减少这部分损失，可采用减反射膜。减反射膜材料常用：SiO2、TiO2

、Ta2O5等。制备方法常用：真空镀膜和离子镀膜法、溅射法、印刷法、喷涂法、PECVD沉积法。第23页,共43页，2024年2月25日，星期天9.检测试验检验太阳电池性能是否合格，主要测试：太阳电池的伏-安特性曲线；开路电压；短路电流；最大输出功率等参数。挑选分档，入库保管。第24页,共43页，2024年2月25日，星期天三.太阳电池组件的封装

单体太阳电池不能直接供电,需要提供机械、电气及化学等方面的保护。太阳电池组件-有封装及内部连接的、能单独提供直流电输出的,最小不可分割的太阳电池组合装置。第25页,共43页，2024年2月25日，星期天组件封装工艺流程电池分选组合焊接层压封装测试包装装接线盒安装边框白玻璃EVAPVF电池互连条第26页,共43页，2024年2月25日，星期天1.

电池分选用测试仪器将不同性能参数的太阳电池分档，把参数相近的太阳电池进行组合。串联时要将工作电流相近的太阳电池串在一起；并联时要将工作电压相近的太阳电池连在一起。以提高太阳电池组件的性能。第27页,共43页，2024年2月25日，星期天2.组合焊接用金属互连条将电池的上、下电极按要求进行焊接，并清洗干净。第28页,共43页，2024年2月25日，星期天3.层压封装上盖板常用低铁水白钢化玻璃，小型组件也有用聚丙烯酸类树脂、聚碳脂等材料。电池两边用EVA，PVB透明薄膜覆盖。电池背面常用聚氟乙烯(PVF)复合膜。在层压机中抽真空加热加压后，冷却，固化。第29页,共43页，2024年2月25日，星期天4.

安装边框平板太阳电池组件层压封装后必须加上经过氧化的鋁合金边框。边框与粘结剂构成对组件边缘的密封，同时也便于与支架固定连接。第30页,共43页，2024年2月25日，星期天5.装接线盒通常在组件背面安装接线盒,引出正、负电极.

接线盒要求防潮、防尘、密封.连接可靠,接线方便.第31页,共43页，2024年2月25日，星期天6.

测试包装在组件测试台上进行性能测试，在组件背面贴上铭牌，表明组件的主要参数，如：功率、伏-安特性曲线、最佳工作电压、最佳工作电流、开路电压、短路电流、填充因子等。最后进行包装入库。第32页,共43页，2024年2月25日，星期天

全自动组件生产线路示意图第33页,共43页，2024年2月25日，星期天电池组件方阵第34页,共43页，2024年2月25日，星期天全自动热交换铸锭炉第35页,共43页，2024年2月25日，星期天破锭机第36页,共43页，2024年2月25日，星期天线锯第37页,共43页，2024年2月25日，星期天扩散炉第38页,共43页，2024年