《光伏產(chǎn)業(yè)鏈介紹》PPT課件

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1、第三章.晶體太陽電池制造工藝光伏產(chǎn)業(yè)鏈一.硅材料制備工藝流程(西門子法)硅砂冶金硅三氯氫硅多晶硅鹽酸電爐焦碳還原硅太陽電池制造過程硅片制備1.由硅砂到冶金硅將石英砂放在大型電弧爐中,用焦碳進(jìn)行還原。SiO2+2CSi+2CO硅定期從爐中倒出,并用氧氣或氧-氯混合氣體吹之以進(jìn)一步提純。然后倒入淺槽,逐漸凝固,便成冶金硅(含硅97%-99%)2.由冶金硅到三氯氫硅將冶金硅破碎成粉末,與鹽酸在液化床上進(jìn)行反應(yīng),得到三氯氫硅(TCS)。Si+3HClSiHCl3+H23.由三氯氫硅到多晶硅對三氯氫硅進(jìn)行分餾,以達(dá)到超純狀態(tài)。對超純?nèi)葰涔栌肏2通過化學(xué)氣相

2、沉積(CVD)方法還原成多晶硅。SiHCl3+H2Si+3HCl4.多晶硅錠的制造由西門子法得到的多晶硅棒,因未摻雜等原因,不能直接用來制造太陽電池。將熔化的硅經(jīng)過定向凝固后,即可獲得摻雜均勻,晶粒較大,成纖維狀的多晶硅鑄錠。由硅砂到太陽電池組件5.單晶硅棒的制造(1)切克勞斯基(CZ)法在單晶爐中將硅熔化,并將籽晶引向融熔的硅液,然后一邊旋轉(zhuǎn),一邊提拉,融熔的硅就在同一方向定向凝固,得到單晶硅棒。摻雜可在熔化硅之前進(jìn)行,利用許多雜質(zhì)在硅凝固和熔化時(shí)的溶解度之差,使一些有害雜質(zhì)濃集于底部,可以起到純化作用。切氏(CZ)法和區(qū)溶(FZ)法制單晶(2)

3、區(qū)熔(FZ)法用水冷的高頻線圈環(huán)繞硅單晶棒,使硅棒內(nèi)產(chǎn)生渦電流而自身加熱,使硅棒局部熔化,出現(xiàn)浮區(qū),及時(shí)緩慢移動(dòng)高頻線圈,同時(shí)硅棒旋轉(zhuǎn),使熔化的硅重新結(jié)晶。利用硅中雜質(zhì)的分凝現(xiàn)象,提高了硅的純度。反復(fù)移動(dòng)高頻線圈,可使得硅棒中段不斷提純。最后得到高純的單晶硅棒。5.帶狀晶體硅的制造定邊喂膜(EFG)法與直拉方法相似,在坩堝中使融熔的硅從能潤濕硅的模具狹縫中通過而引出單晶硅帶。多晶硅片和硅帶制備6.非晶硅膜的制造利用化學(xué)氣相沉積(CVD)法或物理氣相沉積(PVD)法，可以得到非晶硅膜。(CVD)法有:熱化學(xué)氣相沉積法；輝光放電法；光化學(xué)氣相沉積法。(

4、PVD)法有:濺射法；電子蒸發(fā)法。二.晶體硅電池片制造工藝工藝流程硅片制備清洗腐蝕擴(kuò)散制結(jié)去背結(jié)電極制備去邊制減反膜燒結(jié)檢測2.硅片制備選擇硅片時(shí)，要考慮硅材料的導(dǎo)電類型、電阻率、晶向、位錯(cuò)、少子壽命等。將符合要求的圓形單晶硅棒切割成厚度為0.2-0.4mm的硅片，并切去四邊成方形。對于多晶硅錠先進(jìn)行破錠，再按要求切片。在經(jīng)過切、磨、拋、及腐蝕等工序后，硅材料一般要損失60%左右。3.表面清洗腐蝕用有機(jī)溶劑(如甲苯等)初步去油，再用熱硫酸作化學(xué)清洗，去除沾污的雜質(zhì)。在酸性或堿性腐蝕液中進(jìn)行表面腐蝕，去除表面的切片機(jī)械損傷，每面大約腐蝕掉30-50μ

5、m。再用王水或其他其它清洗液進(jìn)行化學(xué)清洗。每道工序后都要用高純的去離子水沖洗。4.擴(kuò)散制結(jié)是制造太陽電池的關(guān)鍵工序方法有熱擴(kuò)散；離子注入；外延；激光或高頻電注入等。一般常用熱擴(kuò)散方法。熱擴(kuò)散方法有:涂布源擴(kuò)散，又分簡單涂布源擴(kuò)散和二氧化硅乳膠源涂布擴(kuò)散；液態(tài)源擴(kuò)散；固態(tài)源擴(kuò)散。5.去背結(jié)在高溫?cái)U(kuò)散過程中，硅片的背面也形成了p-n結(jié)，所以要把背結(jié)去除。常用的方法有化學(xué)腐蝕法；磨砂法和蒸鋁燒結(jié)法。6.制作上、下電極上電極通常是柵線狀，以收集光生電流。下電極布滿在電池的背面，以減少電池的串聯(lián)電阻。制作方法有真空蒸鍍、化學(xué)鍍膜、鋁漿印刷燒結(jié)等。目前主要用鋁

6、漿印刷燒結(jié)。用滌綸薄膜制成所需電極圖形的掩膜，貼在絲網(wǎng)上，然后套在硅片上用銀、鋁漿印刷，再在真空和保護(hù)氣氛中燒結(jié)。用化學(xué)鍍鎳制備下電極。7.腐蝕周邊在擴(kuò)散時(shí),硅片的周邊也形成擴(kuò)散層,可能產(chǎn)生局部短路,使電池的并聯(lián)電阻下降,影響電池性能?？梢詫⒐杵膬蛇呁亢谀z、粘貼耐酸膠帶或擠壓后放入腐蝕液中,不到1分鐘,即可取出洗凈。目前常用等離子干法腐蝕，在輝光放電條件下去除含有擴(kuò)散層的周邊。8.制減反膜硅表面反射損失率大約為1/3。為了減少這部分損失，可采用減反射膜。減反射膜材料常用：SiO2、TiO2、Ta2O5等。制備方法常用：真空鍍膜和離子鍍膜法、濺射法

7、、印刷法、噴涂法、PECVD沉積法。9.檢測試驗(yàn)檢驗(yàn)太陽電池性能是否合格，主要測試：太陽電池的伏-安特性曲線；開路電壓；短路電流；最大輸出功率等參數(shù)。挑選分檔，入庫保管。三.太陽電池組件的封裝單體太陽電池不能直接供電,需要提供機(jī)械、電氣及化學(xué)等方面的保護(hù)。太陽電池組件-有封裝及內(nèi)部連接的、能單獨(dú)提供直流電輸出的,最小不可分割的太陽電池組合裝置。組件封裝工藝流程電池分選組合焊接層壓封裝測試包裝裝接線盒安裝邊框白玻璃EVAPVF電池互連條1.電池分選用測試儀器將不同性能參數(shù)的太陽電池分檔，把參數(shù)相近的太陽電池進(jìn)行組合。串聯(lián)時(shí)要將工作電流相近的太陽電池串

8、在一起；并聯(lián)時(shí)要將工作電壓相近的太陽電池連在一起。以提高太陽電池組件的性能。2.組合焊接用金屬互連條將電池的上、下電極按要