太阳能电池的制造工艺-solarbe文库

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太阳能电池组件的制造工艺目录第一章前言 1 第二章晶体硅太阳能电池组件的生产工艺 2 § 2.1 太阳能电池片的处理 2 § 2.1.1 硅棒的生产工艺流程 . 2 § 2.1.2 硅片的生产工艺流程 . 2 § 2.1.3 电池片的生产工艺 . 2 § 2.2 电池组件的制造 3 § 2.2.1 电池测试 . 3 § 2.2.2 电池片焊接 . 3 § 2.2.3 组件层叠 . 3 § 2.2.4 组件层压 . 4 § 2.2.5 修边和装框 . 4 § 2.2.6 焊接接线盒 . 4 § 2.2.7 高压测试和组件测试 . 4第一章前言随着社会的发展，人类对能源的需求变得多样化，由于原始能源的获取主要通过煤、石油、天然气等石化能源，但是这些能源变得越来越少，同时还会造成环境的污染。近年来随着人们对环境的重视，对新能源的需求变得越来大。太阳能作为一种清洁、高效和永不衰竭的新能源，在日常生活中受到了各国政府的重视，各国都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。光伏行业受到的极大重视，在短短的几年里便得到迅速发展，我国光伏行业以每年 30左右的增速发展。因此开发利用太阳能等可再生能源、实现能源工业的可持续发展更显迫切、意义也更为重大。第二章晶体硅太阳能电池组件的生产工艺§ 2.1 太阳能电池片的处理§ 2.1.1 硅棒的生产工艺流程１．装料和熔化 a. 粉碎至适当大小 b. 装料时，底部不能有过多的空隙，不能碰到坩埚上边沿 c. 抽真空，充入保护气 d. 加热温度高于 1412℃２．种晶先将籽晶降至液面数毫米处暂停片刻，使籽晶温度尽量接近熔硅温度，然后将籽晶浸入熔硅，使头部熔解，接着籽晶上升，生长单晶硅３．缩颈将籽晶快速提升，缩小结晶直径４．放肩放慢生长速度，晶体硅直径增大５．等径稳定生长速度，使晶体硅直径保持不变６．收尾加快提升速度，同时升高熔硅温度，使晶体硅直径不断缩小，形成一个圆锥形，最终离开液面．§ 2.1.2 硅片的生产工艺流程§ 2.1.3 电池片的生产工艺制绒，就是把相对光滑的原材料硅片的表面通过酸或碱腐蚀，使其凸凹不平，变得粗糙，形成漫反射，减少直射到硅片表面的太阳能的损失。对于单晶硅来说外径滚磨平边或 V 型槽处理研磨切片倒角清洗腐蚀抛光烘干包装分选一般采用 NaOH加醇的方法腐蚀，利用单晶硅的各向异性腐蚀，在表面形成无数的金字塔结构，碱液的温度约 80 度，浓度约 12，腐蚀时间约 15 分钟。对于多晶来说，一般采用酸法腐蚀。扩散太阳能电池的核心是 p-n 结，扩散的目的在于形成 PN结。普遍采用磷做 n 型掺杂。由于固态扩散需要很高的温度，因此在扩散前硅片表面的洁净非常重要，要求硅片在制绒后要进行清洗，即用酸来中和硅片表面的碱残留和金属杂质。刻蚀作用是去除扩散后硅片的四周的 N型硅，防止漏电。目前，工业化生产用等离子干法腐蚀，在辉光放电条件下通过氟和氧交替对硅作用，去除含有扩散层的周边。PSG在扩散工艺后，硅片表面会形成一层 PSG，可通过氢氟酸溶液洗去镀膜镀膜设备分管式和板式两种，管式膜面致密，电池片效率比板式高出0.3，但与板式相比膜面均匀度差，生产周期长等缺点，商业化生产大多采用板式镀膜。印刷烧结工艺这一道工序属于电池片生产的最后一道工序。此工序注重与前面工序的协调性。目的在电池上下表面各印上电极图形，经烧结与硅片形成欧姆接触§ 2.2 电池组件的制造§ 2.2.1 电池测试由于电池片制作条件的随机性，生产出来的电池性能不尽相同，所以为了有效的将性能一致或相近的电池组合在一起，所以应根据其性能参数进行分类；电池测试即通过测试电池的输出参数（电流和电压）的大小对其进行分类。以提高电池利用率，做出质量合格的电池组件。§ 2.2.2 电池片焊接将汇流带焊接到电池正面（负极）的主栅线上，汇流带为镀锡的铜带，我们使用的焊接机可以将焊带以多点的形式点焊在主栅线上。焊带的长度约为电池边长的 2倍。多出的焊带在背面焊接时与后面的电池片的背面电极相连§ 2.2.3 组件层叠背面串接好且经过检验合格后，将组件串、玻璃和切割好的 EVA 、玻璃纤维、背板按照一定的层次敷设好，准备层压。敷设时保证电池串与玻璃等材料的相对位置，调整好电池间的距离，为层压打好基础。（敷设层次由下向上玻璃、EVA、电池片、 EVA、背板）。§ 2.2.4 组件层压将敷设好的电池放入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热使 EVA熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起；最后冷却取出组件。层压工艺是组件生产的关键一步，层压温度层压时间根据 EVA的性质决定。我们使用快速固化EVA时，层压循环时间约为 25分钟。固化温度为 150℃。§ 2.2.5 修边和装框 . 修边层压时 EVA熔化后由于压力而向外延伸固化形成毛边，所以层压完毕应将其切除。装框类似与给玻璃装一个镜框；给玻璃组件装铝框，增加组件的强度，进一步的密封电池组件，延长电池的使用寿命。边框和玻璃组件的缝隙用硅酮树脂填充。各边框间用角键连接。§ 2.2.6 焊接接线盒在组件背面引线处焊接一个盒子，以利于电池与其他设备或电池间的连接。§ 2.2.7 高压测试和组件测试高压测试高压测试是指在组件边框和电极引线间施加一定的电压，测试组件的耐压性和绝缘强度，以保证组件在恶劣的自然条件（雷击等）下不被损坏。组件测试测试的目的是对电池的输出功率进行标定，测试其输出特性，确定组件的质量等级。