太陽能電池片分類

國內(nei)常用的太陽能(neng)晶(jing)硅電池片(pian)根據尺寸和單多晶(jing)可分為：

單晶125*125

單晶156*156

多晶156*156

單晶150*150

單晶103*103

多晶125*125

太陽能電池片相關組件

1、125*125單晶

晶體硅太(tai)陽電池的優良性(xing)能簡(jian)介：

·高(gao)效率(lv)，低衰(shuai)減(jian)，可靠性(xing)強；

·先進的擴散技(ji)術，保證了(le)片(pian)間片(pian)內的良好均勻性，降低了(le)電池片(pian)之(zhi)間的匹配損失；

·運用先進的管式PECVD成膜技術，使得覆蓋在電池(chi)表面的深(shen)藍(lan)色(se)氮化硅減反(fan)射膜致密、均(jun)勻、美(mei)觀；

·應(ying)用高(gao)品質的金(jin)屬漿料制作電極和背場。確保了電極良(liang)好的導電性、可焊(han)性以及(ji)背場的平整(zheng)性；

·高精度的絲網印刷(shua)圖(tu)形，使得電池片易(yi)于自動焊接(jie)。

2、156*156多晶

晶體(ti)硅太陽(yang)電池的優良(liang)性能簡(jian)介(jie)：

除了125*125單晶(jing)電池的優良性能(neng)外還有(you)以下(xia)性能(neng)：

·高(gao)精度(du)的絲(si)網(wang)印刷圖形，使得(de)電池片易于自動(dong)焊接。

3、125單晶

晶(jing)體硅(gui)太陽能電池組件的優良性能簡介(jie)：

·SF-PV的組件可以滿足不同的消(xiao)費層次；

·使用高效率的(de)硅太陽能(neng)電(dian)池；

·組件標稱電壓24/12V DC；

·3.2mm厚的鋼化(hua)玻璃(li)；

·為提高抗風能力(li)和抗積雪(xue)壓力(li)，使用耐用的鋁(lv)合金(jin)框架(jia)以方便裝配；

·組件邊(bian)框設計有(you)用于(yu)排水(shui)的漏水(shui)孔消除了在(zai)(zai)冬(dong)天雨或雪水(shui)長(chang)期積累在(zai)(zai)框架(jia)內造成(cheng)結(jie)冰甚至使框架(jia)變形(xing)；

·電纜線使用快速連接頭(tou)來(lai)裝配；

·滿足顧客要求的包裝；

·保證25年(nian)的使用年(nian)限(xian)。

4、156多晶

晶體硅太陽能電池組件的優良性能簡介：同125單晶的(de)優良(liang)性能。

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太陽能電池片制造工藝

太陽能(neng)電池(chi)片(pian)的(de)生產工藝流程分為硅片(pian)檢測——表面制絨及酸洗——擴散制結(jie)——去磷硅玻璃——等離子刻蝕及酸洗——鍍減反射膜——絲(si)網印(yin)刷(shua)——快速(su)燒結(jie)等。具體(ti)介紹如下：

1、硅片檢測

硅片是太陽能電池片的載體，硅片質量的好壞直接決定了太陽能電池片轉換效率的高低，因此需要對來料硅片進行檢測。該工序主要用來對硅片的一些技術參數進行在線測量，這些參數主要包括硅片表面不平整度、少子壽命、電阻率、P/N型和(he)微裂紋等。該組設備(bei)分(fen)自動(dong)上(shang)下料(liao)、硅片傳輸(shu)、系統整合部分(fen)和(he)四個檢(jian)(jian)測(ce)模塊。其中(zhong)，光伏硅片檢(jian)(jian)測(ce)儀對硅片表面(mian)不平整度進行檢(jian)(jian)測(ce),同時檢(jian)測硅片的尺(chi)寸和對角線等(deng)外觀(guan)參數;微裂(lie)紋(wen)檢(jian)測(ce)模(mo)塊(kuai)用來檢(jian)測(ce)硅片(pian)的內部微裂(lie)紋(wen);另外還有兩(liang)個檢(jian)測(ce)模組，其中一(yi)個在(zai)線測(ce)試(shi)模組主要測(ce)試(shi)硅片(pian)(pian)體電阻率和硅片(pian)(pian)類(lei)型，另一(yi)個模塊(kuai)用于檢(jian)測(ce)硅片(pian)(pian)的(de)少子壽命(ming)。在(zai)進行(xing)少子壽命(ming)和電阻率檢(jian)測(ce)之前，需(xu)要先對硅片(pian)(pian)的(de)對角線、微裂紋(wen)進行(xing)檢(jian)測(ce)，并自動剔除破損硅片(pian)(pian)。硅片(pian)(pian)檢(jian)測(ce)設(she)備(bei)能夠(gou)自動裝片(pian)(pian)和卸片(pian)(pian)，并且能夠(gou)將不(bu)合格(ge)品(pin)放到(dao)固定位置，從(cong)而提高檢(jian)測(ce)精度和效率。

2、表面制絨

單晶硅絨面的制備是利用硅的各向異性腐蝕，在每平方厘米硅表面形成幾百萬個四面方錐體也即金字塔結構。由于入射光在表面的多次反射和折射，增加了光的吸收，提高了電池的短路電流和轉換效率。硅的各向異性腐蝕液通常用熱的堿性溶液，可用的堿有氫氧化鈉，氫氧化鉀、氫氧化鋰和乙二胺等。大多使用廉價的濃度約為1%的氫氧化(hua)鈉稀溶液(ye)來制備絨(rong)面硅，腐蝕溫度為70-85℃。為(wei)了獲得均勻的絨(rong)面(mian)，還應在(zai)溶(rong)液中酌(zhuo)量添加(jia)(jia)醇(chun)類如(ru)乙醇(chun)和異丙醇(chun)等作為(wei)絡合劑，以加(jia)(jia)快硅(gui)的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。制備(bei)絨(rong)面(mian)前，硅(gui)片須先進行初步(bu)表面(mian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，用堿性或(huo)酸性腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)液蝕(shi)(shi)去約20～25μm，在腐蝕絨(rong)面(mian)后，進(jin)行一般的化學清洗(xi)。經(jing)過表面(mian)準備的硅片都不宜(yi)在水中久存，以防(fang)沾污(wu)，應盡快擴(kuo)散制(zhi)結。

3、擴散制結

太陽能電池需要一個大面積的PN結以實現光能到電能的轉換，而(er)擴散爐即(ji)為制造(zao)太陽能電池(chi)PN結的(de)專用(yong)(yong)設備。管(guan)式擴(kuo)散爐主要(yao)由石英舟的(de)上(shang)下載部(bu)分(fen)、廢(fei)氣(qi)室、爐體部(bu)分(fen)和氣(qi)柜部(bu)分(fen)等四(si)大部(bu)分(fen)組(zu)成。擴(kuo)散一般用(yong)(yong)三氯(lv)氧磷液(ye)態源作為(wei)擴(kuo)散源。把P型硅(gui)片放在管式擴散爐(lu)的石(shi)英容器內，在850---900攝氏度高溫下使用(yong)氮(dan)氣將三氯氧(yang)磷(lin)帶入石英容器，通(tong)過三氯氧(yang)磷(lin)和硅(gui)片進(jin)行反應，得到(dao)磷(lin)原(yuan)(yuan)子(zi)。經過一定(ding)時間，磷(lin)原(yuan)(yuan)子(zi)從四周(zhou)進(jin)入硅(gui)片的表面(mian)層，并且通(tong)過硅(gui)原(yuan)(yuan)子(zi)之間的空隙向硅(gui)片內(nei)部滲透擴散(san)，形(xing)成了N型半導體和P型(xing)半導體的交界面，也就是(shi)PN結。這種方法制(zhi)出(chu)的PN結(jie)均勻性好(hao),方塊(kuai)電阻的不均勻性小(xiao)于百分之十(shi),少子壽命可(ke)大(da)于10ms。制(zhi)造PN結是太陽(yang)電池(chi)生產最(zui)基本也是最(zui)關鍵(jian)的工序。因為正是PN結的(de)形成，才(cai)使電子和空穴(xue)在流(liu)動后不再回到(dao)原處(chu)，這樣就形成了電流(liu)，用導線將電流(liu)引出，就是直流(liu)電。

4、去磷硅玻璃

該工藝用于太陽能電池片生產制造過程中，通過化學腐蝕法也即把硅片放在氫氟酸溶液中浸泡，使其產生化學反應生成可溶性的絡和物六氟硅酸，以去除擴散制結后在硅片表面形成的一層磷硅玻璃。在擴散過程中，POCL3與O2反應(ying)生成P2O5淀積在硅片(pian)表面。P2O5與Si反應又(you)生成(cheng)SiO2和磷原子，

這樣就在硅片表面形成一層含有磷元素的SiO2，稱之為磷硅(gui)玻璃(li)。去磷硅(gui)玻璃(li)的設備一(yi)般由(you)本體、清洗槽、伺服驅動(dong)系統、機械(xie)臂(bei)、電(dian)氣(qi)(qi)控(kong)制系統和(he)自動(dong)配酸(suan)(suan)(suan)系統等部分組成(cheng)(cheng)，主要(yao)動(dong)力(li)源有氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)酸(suan)(suan)(suan)、氮氣(qi)(qi)、壓(ya)縮(suo)空(kong)氣(qi)(qi)、純水(shui)，熱(re)排風和(he)廢水(shui)。氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)酸(suan)(suan)(suan)能夠溶(rong)解二氧化(hua)硅(gui)是因(yin)為氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)酸(suan)(suan)(suan)與二氧化(hua)硅(gui)反應(ying)生(sheng)成(cheng)(cheng)易揮發的四(si)氟(fu)(fu)化(hua)硅(gui)氣(qi)(qi)體。若氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)酸(suan)(suan)(suan)過量，反應(ying)生(sheng)成(cheng)(cheng)的四(si)氟(fu)(fu)化(hua)硅(gui)會進(jin)一(yi)步與氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)酸(suan)(suan)(suan)反應(ying)生(sheng)成(cheng)(cheng)可(ke)溶(rong)性的絡(luo)和(he)物六氟(fu)(fu)硅(gui)酸(suan)(suan)(suan)。

5、等離子刻蝕

由于在擴散過程中，即使采用背靠背擴散，硅片的所有表面包括邊緣都將不可避免地擴散上磷。PN結的(de)(de)正(zheng)面所收集到(dao)的(de)(de)光生電子(zi)會沿著邊緣擴散有磷(lin)的(de)(de)區域流到(dao)PN結的背面，而造成短路。因此，必須對太陽能電(dian)池(chi)周邊的摻雜硅進行刻蝕，以去除電(dian)池(chi)邊緣的PN結。通常采(cai)用(yong)等離子刻(ke)蝕(shi)技術完成這一工藝。等離子刻(ke)蝕(shi)是在低壓狀態下，反應(ying)氣體(ti)CF4的母體(ti)(ti)分子(zi)在射頻功率的激(ji)發下，產生電(dian)離(li)(li)并形成(cheng)等離(li)(li)子(zi)體(ti)(ti)。等離(li)(li)子(zi)體(ti)(ti)是由帶電(dian)的電(dian)子(zi)和離(li)(li)子(zi)組成(cheng)，反應腔體(ti)(ti)中(zhong)的氣體(ti)(ti)在電(dian)子(zi)的撞擊(ji)下，除了(le)轉變成(cheng)離(li)(li)子(zi)外(wai)，還能(neng)吸收能(neng)量(liang)并形成(cheng)大量(liang)的活性基團(tuan)。活性反應基團(tuan)由于擴(kuo)散或者在電(dian)場作用下到達SiO2表面，在那里與被(bei)(bei)刻(ke)蝕(shi)材(cai)料表面發(fa)生(sheng)化學反應(ying)，并(bing)形成揮發(fa)性的反應(ying)生(sheng)成物脫離被(bei)(bei)刻(ke)蝕(shi)物質表面，被(bei)(bei)真空系統(tong)抽出腔體。

6、鍍減反射膜

拋光硅表面的反射率為35%,為了減少表(biao)面反射,提高電(dian)池(chi)的轉換效率,需要沉積一層氮(dan)化硅(gui)減反(fan)射膜(mo)。工業生產中常采用PECVD設(she)備制備減反射膜。PECVD即(ji)等(deng)離(li)子(zi)增強型化學氣(qi)相沉積。它(ta)的(de)技術原理是利用(yong)低(di)溫等(deng)離(li)子(zi)體作能(neng)量源，樣品置于低(di)氣(qi)壓下輝光(guang)放電的(de)陰極(ji)上(shang)，利用(yong)輝光(guang)放電使樣品升溫到預定的(de)溫度(du)，然后通入(ru)適(shi)量的(de)反應氣(qi)體SiH4和NH3，氣體(ti)經一系列化學反應和等離(li)子(zi)體(ti)反應，在樣(yang)品表面形(xing)成固態(tai)薄膜即氮化硅薄膜。一般情況下，使用這(zhe)種等離(li)子(zi)增(zeng)強型化學氣相沉積的方法沉積的薄膜厚度在70nm左右。這樣厚度(du)的薄(bo)膜(mo)具有(you)光學的功能性。利用(yong)薄(bo)膜(mo)干涉(she)原理，可(ke)以使光的反射(she)大為減少，電池的短路(lu)電流和輸出就有(you)很大增加，效(xiao)率也(ye)有(you)相當的提高(gao)。

7、絲網印刷

太陽電池經過制絨、擴散及PECVD等(deng)工序后，已經(jing)制成PN結，可以在光照下產(chan)生電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)，為了將產(chan)生的電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)導出，需(xu)要(yao)在電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)表面(mian)上制作(zuo)正(zheng)(zheng)、負兩個電(dian)(dian)(dian)(dian)極。制造電(dian)(dian)(dian)(dian)極的方法(fa)很多(duo)，而絲網印(yin)(yin)(yin)(yin)刷(shua)是目前制作(zuo)太陽電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)電(dian)(dian)(dian)(dian)極最普遍的一種生產(chan)工藝。絲網印(yin)(yin)(yin)(yin)刷(shua)是采用(yong)(yong)壓(ya)印(yin)(yin)(yin)(yin)的方式將預定的圖形印(yin)(yin)(yin)(yin)刷(shua)在基板上，該設備由電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)背面(mian)銀鋁(lv)漿(jiang)(jiang)印(yin)(yin)(yin)(yin)刷(shua)、電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)背面(mian)鋁(lv)漿(jiang)(jiang)印(yin)(yin)(yin)(yin)刷(shua)和電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)正(zheng)(zheng)面(mian)銀漿(jiang)(jiang)印(yin)(yin)(yin)(yin)刷(shua)三部(bu)分(fen)組(zu)成(cheng)。其工作(zuo)原理為：利用(yong)(yong)絲網圖形部(bu)分(fen)網孔(kong)透(tou)過漿(jiang)(jiang)料，用(yong)(yong)刮刀在絲網的漿(jiang)(jiang)料部(bu)位施加一定壓(ya)力，同時朝絲網另一端(duan)移(yi)動(dong)。油墨在移(yi)動(dong)中(zhong)被刮刀從圖形部(bu)分(fen)的網孔(kong)中(zhong)擠壓(ya)到基片(pian)(pian)上。由于漿(jiang)(jiang)料的粘性作(zuo)用(yong)(yong)使印(yin)(yin)(yin)(yin)跡固(gu)著在一定范圍內，印(yin)(yin)(yin)(yin)刷(shua)中(zhong)刮板始終與絲網印(yin)(yin)(yin)(yin)版和基片(pian)(pian)呈線性接(jie)(jie)觸，接(jie)(jie)觸線隨刮刀移(yi)動(dong)而移(yi)動(dong)，從而完成(cheng)印(yin)(yin)(yin)(yin)刷(shua)行程(cheng)。

8、快速燒結

經過絲網(wang)印(yin)刷(shua)后的(de)硅(gui)片(pian)(pian)，不能直接使用，需經燒(shao)結爐快(kuai)速燒(shao)結，將(jiang)有機(ji)樹脂粘合劑(ji)燃燒(shao)掉，剩下幾乎(hu)純(chun)粹的(de)、由于玻璃質作用而密合在硅(gui)片(pian)(pian)上的(de)銀電(dian)(dian)(dian)(dian)極。當銀電(dian)(dian)(dian)(dian)極和晶(jing)(jing)體硅(gui)在溫度達到(dao)共(gong)晶(jing)(jing)溫度時(shi)，晶(jing)(jing)體硅(gui)原子(zi)以(yi)(yi)一定的(de)比例融入到(dao)熔(rong)融的(de)銀電(dian)(dian)(dian)(dian)極材料中去，從(cong)而形成上下電(dian)(dian)(dian)(dian)極的(de)歐(ou)姆接觸(chu)，提高(gao)(gao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池片(pian)(pian)的(de)開路電(dian)(dian)(dian)(dian)壓和填充因子(zi)兩個(ge)關鍵參數，使其(qi)具有電(dian)(dian)(dian)(dian)阻特性，以(yi)(yi)提高(gao)(gao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池片(pian)(pian)的(de)轉換效率(lv)。

燒結爐分為預燒結、燒結、降溫冷卻三個階段。預燒結階段目的是使漿料中的高分子粘合劑分解、燃燒掉，此階段溫度慢慢上升;燒(shao)結(jie)(jie)階(jie)(jie)段(duan)中燒(shao)結(jie)(jie)體內完成各種物理化(hua)學反應(ying)，形成電阻膜結(jie)(jie)構，使其真正具有電阻特(te)性，該(gai)階(jie)(jie)段(duan)溫度達到峰值;降溫(wen)冷卻階段，玻璃(li)冷卻硬化并凝固，使電阻膜結構(gou)固定地粘(zhan)附于基片上。

9、外圍設備

在電池片生產過程中，還需要供電、動力、給水、排水、暖通、真空、特汽等外圍設施。消防和環保設備對于保證安全和持續發展也顯得尤為重要。一條年產50MW能力(li)的(de)太陽能電(dian)池片(pian)生產線(xian)，僅(jin)工藝和動力(li)設備用電(dian)功率就在1800KW左右。工藝純水的用量在每小(xiao)時15噸左右，水質要(yao)求(qiu)達(da)到中國(guo)電子級水GB/T11446.1-1997中(zhong)EW-1級(ji)技術標準。工(gong)藝(yi)冷(leng)卻水(shui)用量也(ye)在(zai)每小時15噸左右，水質中微粒粒徑不宜(yi)大于(yu)10微米(mi)，供水溫度宜在15-20℃。真空排(pai)氣量在300M3/H左右(you)。同時，還需要(yao)大約氮氣儲罐20立方米(mi)，氧(yang)氣儲罐10立方米。考慮到特殊(shu)氣體(ti)如(ru)硅烷的安全(quan)因素，還需要(yao)單獨設置(zhi)一個特氣間，以絕對保證生產安全(quan)。另外(wai)，硅烷燃燒塔、污(wu)水處理站等也是電池片(pian)生產的必(bi)備設施。

注意問題

太陽電池片采用只需一次燒結的共燒工藝，同時形成上下電極的歐姆接觸。銀漿、銀鋁漿、鋁漿印刷過的硅片，經過烘干使有機溶劑完全揮發，膜層收縮成為固狀物緊密粘附在硅片上，這時可視為金屬電極材料層和硅片接觸在一起。當電極金屬材料和半導體單晶硅加熱達到共晶溫度時，單晶硅原子以一定的比例溶入到熔融的合金電極材料中。單晶硅原子溶入到電極金屬中的整個過程是相當快的，一般只需幾秒鐘時間。溶入的單晶硅原子數目取決于合金溫度和電極材料的體積，燒結合金溫度越高，電極金屬材料體積越大，則溶入的硅原子數目也越多，這時的狀態被稱為晶體電極金屬的合金系統。如果此時溫度降低，系統開始冷卻形成再結晶層，這時原先溶入到電極金屬材料中的硅原子重新以固態形式結晶出來，也就是在金屬和晶體接觸界面上生長出一層外延層。如果外延層內含有足夠量的與原先晶體材料導電類型相同的雜質成份，這就獲得了用合金法工藝形成歐姆接觸;如果在結晶層內(nei)含有足夠量(liang)的與(yu)原(yuan)先晶體材料(liao)導(dao)電類型異型的雜質(zhi)成份，這就獲得了(le)用合金法工藝(yi)形(xing)成P.N結。

一(yi)般網帶式燒結爐(lu)采用電熱(re)絲作為加(jia)熱(re)元件，主要(yao)通過熱(re)傳導對(dui)工件進行加(jia)熱(re)，無法(fa)實現急速(su)升溫(wen)。只有輻射或(huo)微波能(neng)夠迅速(su)加(jia)熱(re)物體，而輻射加(jia)熱(re)具有使用經濟、安全(quan)可靠、更換方便等優點(dian)。所以太陽電池(chi)片燒結爐(lu)基(ji)本都采用紅外石英(ying)燈管(guan)作為主要(yao)加(jia)熱(re)元件。它的設計需注意(yi)以下三(san)個問題：

1、加熱管的結構形式

為實現燒結段的溫度尖峰，需在很短的爐膛空間內布置足夠的加熱功率。有短波孿管和短波單管兩種結構可以選擇，其線性功率密度均達到60kW/m2。雖然短(duan)波孿管擁有更高的單根功率(相(xiang)當于兩根單管并聯(lian))，但由于其制造工藝復(fu)雜，對(dui)石英玻(bo)璃管的質量要(yao)求更高(gao)，制造成本約是(shi)單管的2.5倍。因此，在實際使用中，大多(duo)采用單管。

2、紅外輻射吸收光譜

當紅外輻射能量被工件吸收時，該物質所特有的吸收光譜需與發射光譜相匹配，才能在最短時間內最大效率地吸收輻射能。因此，在燒結的不同階段，所選用的紅外石英燈管也是不同的。在烘干段，要讓有機溶劑和水分迅速揮發，采用中波管輔助熱風加熱是正確的;在預燒段，要讓基片獲得充分均勻的(de)(de)預熱，中波管良好的(de)(de)紅外輻射、均衡的(de)(de)吸收及穿透能力，正好符合要求(qiu);在燒結段，必須在極短(duan)時間內使基片達到(dao)共晶(jing)溫度，只有(you)短(duan)波管能做(zuo)到(dao)這(zhe)一(yi)點。

3、加熱管的固定方式

燒結段的溫度峰值在850℃左右，此時燈管(guan)的表面溫度(du)將(jiang)達(da)到1100℃，接近(jin)石英管(guan)(guan)的(de)使用極限，稍微(wei)過熱產(chan)(chan)生氣(qi)孔就會立刻燒毀燈(deng)(deng)管(guan)(guan)。而(er)在(zai)燈(deng)(deng)管(guan)(guan)的(de)引出導(dao)線部位(wei)，由于焊接導(dao)線的(de)金屬片和(he)石英玻璃密封在(zai)一(yi)起，二(er)者熱膨(peng)脹(zhang)系數不一(yi)致，如果(guo)此處溫(wen)度(du)過高就會產(chan)(chan)生應力裂紋，造成(cheng)燈(deng)(deng)管(guan)(guan)漏氣(qi)。因此燈(deng)(deng)管(guan)(guan)在(zai)爐膛(tang)中的(de)安裝(zhuang)固(gu)定方式十分重要。圖2為紅外燈(deng)管在爐(lu)膛中(zhong)的(de)一種(zhong)固定方式。這種(zhong)固定方式要求燈(deng)管的(de)冷端距離(li)爐(lu)壁至少80mm以上(shang)，保(bao)證(zheng)引出導線部位的(de)溫度(du)不(bu)會過高;而且爐壁上安(an)裝孔的直徑要比燈管大2～3mm，通(tong)過兩側的固定夾具將(jiang)燈管(guan)懸空夾持在(zai)爐膛中。