太陽能電池片分類

國內(nei)常用(yong)的太陽(yang)能晶(jing)硅(gui)電池片根據(ju)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

晶體硅太陽(yang)電池(chi)的優良性能簡介：

·高(gao)效率，低衰減，可靠性強；

·先進的(de)擴散(san)技術，保證(zheng)了片(pian)間(jian)(jian)片(pian)內(nei)的(de)良好(hao)均勻(yun)性，降低了電(dian)池片(pian)之間(jian)(jian)的(de)匹配損(sun)失(shi)；

·運用先進的管式PECVD成膜(mo)技(ji)術(shu)，使(shi)得覆蓋(gai)在電池(chi)表(biao)面的深藍色氮化硅減反射膜(mo)致密、均(jun)勻(yun)、美觀；

·應(ying)用高品(pin)質的金屬漿料制作(zuo)電(dian)(dian)極和背(bei)場。確保了電(dian)(dian)極良(liang)好的導電(dian)(dian)性(xing)、可焊性(xing)以及(ji)背(bei)場的平整(zheng)性(xing)；

·高精度的絲網(wang)印刷圖(tu)形，使得電池(chi)片易于自動焊接。

2、156*156多晶

晶體硅太陽(yang)電池的優良性能簡介：

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

·高(gao)精度的絲網印刷(shua)圖(tu)形(xing)，使(shi)得電池片易于自動焊接。

3、125單晶

晶體硅太陽能(neng)(neng)電池(chi)組(zu)件的優良性能(neng)(neng)簡介：

·SF-PV的組(zu)件可以(yi)滿足不同的消費層次(ci)；

·使用高效(xiao)率的硅太陽能電池；

·組件標稱電壓24/12V DC；

·3.2mm厚的鋼化玻璃；

·為(wei)提高抗風(feng)能力和抗積雪壓力，使(shi)用(yong)(yong)耐用(yong)(yong)的鋁合(he)金框架(jia)以方便裝配；

·組件邊框設計有用于排水的(de)漏(lou)水孔消(xiao)除(chu)了在(zai)冬天雨或雪水長期積累在(zai)框架內造成結冰(bing)甚(shen)至(zhi)使框架變形；

·電(dian)纜線使用快速連(lian)接(jie)頭來裝配(pei)；

·滿足顧(gu)客要求的包(bao)裝；

·保證25年(nian)的使(shi)用(yong)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)電池片的生產工藝流程分為硅(gui)片檢測——表面制絨及酸(suan)洗(xi)——擴散制結——去磷硅(gui)玻璃(li)——等離子刻蝕及酸(suan)洗(xi)——鍍減反射膜——絲網印(yin)刷(shua)——快(kuai)速燒結等。具體介紹如下：

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)(he)微(wei)裂(lie)紋等。該(gai)組設備(bei)分自動上下(xia)料、硅片傳輸(shu)、系(xi)統整合部分和(he)(he)四(si)個(ge)檢測模塊。其中，光(guang)伏硅片檢測儀對硅片表面不平整度進行檢測,同(tong)時檢(jian)測(ce)硅(gui)片(pian)的尺寸(cun)和對角線(xian)等(deng)外(wai)觀(guan)參數;微裂紋(wen)檢測(ce)模塊用(yong)來檢測(ce)硅片(pian)的內部(bu)微裂紋(wen);另外還有兩個檢(jian)(jian)測模組，其(qi)中(zhong)一個在(zai)線測試模組主要測試硅片體電阻(zu)(zu)率和硅片類型，另一個模塊用于(yu)檢(jian)(jian)測硅片的(de)少子(zi)壽(shou)(shou)命。在(zai)進(jin)行少子(zi)壽(shou)(shou)命和電阻(zu)(zu)率檢(jian)(jian)測之前，需要先對硅片的(de)對角線、微(wei)裂紋進(jin)行檢(jian)(jian)測，并(bing)自動剔除破損硅片。硅片檢(jian)(jian)測設備能夠自動裝片和卸片，并(bing)且能夠將不合格(ge)品(pin)放(fang)到固定位置，從而提高檢(jian)(jian)測精度和效率。

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%的氫氧化鈉稀溶(rong)液來制(zhi)備絨面(mian)硅(gui)，腐蝕溫度為70-85℃。為(wei)了獲得均(jun)勻的絨(rong)面，還應在溶液中酌(zhuo)量(liang)添加醇類如乙醇和異丙醇等作為(wei)絡合劑(ji)，以加快硅的腐(fu)蝕。制備絨(rong)面前，硅片須先進行(xing)初步表面腐(fu)蝕，用堿性(xing)或酸性(xing)腐(fu)蝕液蝕去(qu)約20～25μm，在腐(fu)蝕絨(rong)面后，進(jin)行一般的化學(xue)清洗(xi)。經(jing)過表面準備的硅片都(dou)不宜在水(shui)中久存，以防沾(zhan)污，應盡快(kuai)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(neng)到電能(neng)的轉(zhuan)換，而擴散爐(lu)即為制造太(tai)陽能(neng)電池PN結的(de)專用(yong)設備。管式擴散爐主要由(you)石(shi)英舟的(de)上下載(zai)部分(fen)、廢氣(qi)(qi)室、爐體部分(fen)和氣(qi)(qi)柜(ju)部分(fen)等(deng)四(si)大部分(fen)組成。擴散一般用(yong)三氯氧磷(lin)液態(tai)源(yuan)作為擴散源(yuan)。把(ba)P型硅片放在管式擴散(san)爐的石英容器內，在850---900攝(she)氏度高溫下使用氮氣將(jiang)三氯(lv)(lv)氧磷(lin)(lin)(lin)帶入石英容(rong)器(qi)，通過(guo)三氯(lv)(lv)氧磷(lin)(lin)(lin)和硅片進行反應(ying)，得到磷(lin)(lin)(lin)原子(zi)。經過(guo)一定時間(jian)，磷(lin)(lin)(lin)原子(zi)從四周進入硅片的(de)表面(mian)層(ceng)，并且通過(guo)硅原子(zi)之間(jian)的(de)空隙向硅片內部滲透(tou)擴散，形成(cheng)了N型(xing)半(ban)導體和(he)P型(xing)半導體(ti)的交界(jie)面(mian)，也就(jiu)是PN結。這種方法制出的PN結均(jun)勻性好,方塊(kuai)電(dian)阻的不均勻(yun)性小(xiao)于百分(fen)之(zhi)十,少子壽(shou)命可(ke)大于10ms。制(zhi)造PN結是(shi)太陽電池(chi)生(sheng)產最(zui)基(ji)本也是(shi)最(zui)關(guan)鍵的工序。因為(wei)正是(shi)PN結的形成(cheng)，才使電子和空穴在流動后不再回到原處(chu)，這樣(yang)就(jiu)形成(cheng)了電流，用導線將(jiang)電流引出(chu)，就(jiu)是直流電。

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反應生成P2O5淀積在硅片表面。P2O5與Si反應又生(sheng)成SiO2和磷原子(zi)，

這樣就在硅片表面形成一層含有磷元素的SiO2，稱之(zhi)為磷硅(gui)(gui)玻(bo)璃。去(qu)磷硅(gui)(gui)玻(bo)璃的設備一般由本體、清洗槽、伺服驅動系統(tong)、機械臂、電氣控(kong)制系統(tong)和(he)自動配酸(suan)(suan)系統(tong)等部分組(zu)成(cheng)，主(zhu)要(yao)動力(li)源有氫氟(fu)酸(suan)(suan)、氮氣、壓縮空氣、純(chun)水(shui)，熱排(pai)風和(he)廢水(shui)。氫氟(fu)酸(suan)(suan)能夠溶(rong)解(jie)二(er)氧化硅(gui)(gui)是因為氫氟(fu)酸(suan)(suan)與(yu)二(er)氧化硅(gui)(gui)反(fan)應(ying)(ying)生成(cheng)易揮發(fa)的四氟(fu)化硅(gui)(gui)氣體。若(ruo)氫氟(fu)酸(suan)(suan)過(guo)量，反(fan)應(ying)(ying)生成(cheng)的四氟(fu)化硅(gui)(gui)會進(jin)一步與(yu)氫氟(fu)酸(suan)(suan)反(fan)應(ying)(ying)生成(cheng)可溶(rong)性的絡和(he)物六氟(fu)硅(gui)(gui)酸(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結的正面所(suo)收集到(dao)的光生電(dian)子(zi)會沿著(zhu)邊緣(yuan)擴散有磷的區域(yu)流到(dao)PN結的(de)(de)背面，而造成短(duan)路。因此，必須(xu)對太陽能電池(chi)周邊的(de)(de)摻雜硅進行刻(ke)蝕，以去除電池(chi)邊緣(yuan)的(de)(de)PN結(jie)。通常(chang)采用等離子刻蝕技(ji)術完成這一(yi)工藝。等離子刻蝕是在低壓狀態(tai)下(xia)，反應氣體CF4的(de)母體(ti)分(fen)子(zi)(zi)在射頻功(gong)率的(de)激發下，產(chan)生電離(li)并形成(cheng)(cheng)等離(li)子(zi)(zi)體(ti)。等離(li)子(zi)(zi)體(ti)是由帶電的(de)電子(zi)(zi)和(he)離(li)子(zi)(zi)組(zu)成(cheng)(cheng)，反應腔(qiang)體(ti)中的(de)氣(qi)體(ti)在電子(zi)(zi)的(de)撞擊下，除了(le)轉(zhuan)變成(cheng)(cheng)離(li)子(zi)(zi)外，還能吸收能量并形成(cheng)(cheng)大量的(de)活性基(ji)團。活性反應基(ji)團由于擴散或者(zhe)在電場作用下到達SiO2表(biao)面，在那里與被(bei)(bei)刻蝕材料表(biao)面發生化學(xue)反(fan)應(ying)，并形(xing)成揮發性的反(fan)應(ying)生成物脫(tuo)離被(bei)(bei)刻蝕物質(zhi)表(biao)面，被(bei)(bei)真空系統抽出(chu)腔體。

6、鍍減反射膜

拋光硅表面的反射率為35%,為了減(jian)少表面反射,提高電池的(de)轉換效率(lv),需要沉(chen)積一層(ceng)氮化硅減反(fan)射膜。工(gong)業生(sheng)產中常采用PECVD設備制備減反射膜。PECVD即(ji)等離子(zi)增(zeng)強型化學氣(qi)相沉(chen)積。它的(de)技術(shu)原理是利(li)用(yong)(yong)低(di)溫等離子(zi)體(ti)作能量源，樣品置于(yu)低(di)氣(qi)壓(ya)下輝光放(fang)電的(de)陰極上，利(li)用(yong)(yong)輝光放(fang)電使樣品升溫到預定的(de)溫度，然后通入適量的(de)反應氣(qi)體(ti)SiH4和(he)NH3，氣體(ti)經一系列化學(xue)反應和等離子(zi)體(ti)反應，在樣品表面形成固態薄膜(mo)即(ji)氮(dan)化硅薄膜(mo)。一般情況下，使(shi)用(yong)這種等離子(zi)增強型化學(xue)氣相沉積的(de)方法沉積的(de)薄膜(mo)厚(hou)度在70nm左右。這樣厚度的(de)薄膜(mo)具有光(guang)學的(de)功(gong)能(neng)性。利用薄膜(mo)干涉(she)原理，可以使光(guang)的(de)反射大(da)(da)為減少，電池(chi)的(de)短路(lu)電流和(he)輸出就(jiu)有很大(da)(da)增(zeng)加，效率也有相當的(de)提高。

7、絲網印刷

太陽電池經過制絨、擴散及PECVD等工序后(hou)，已經制成PN結，可以在(zai)(zai)光照下產(chan)生(sheng)電(dian)(dian)流，為(wei)了(le)將(jiang)(jiang)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)(dian)流導出(chu)，需(xu)要在(zai)(zai)電(dian)(dian)池(chi)表面(mian)上(shang)制(zhi)作(zuo)(zuo)(zuo)正(zheng)、負兩個電(dian)(dian)極。制(zhi)造電(dian)(dian)極的(de)方法很多，而絲(si)(si)(si)網(wang)印(yin)刷是目(mu)前制(zhi)作(zuo)(zuo)(zuo)太陽電(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)極最普(pu)遍的(de)一(yi)種(zhong)生(sheng)產(chan)工藝。絲(si)(si)(si)網(wang)印(yin)刷是采用(yong)壓印(yin)的(de)方式將(jiang)(jiang)預定(ding)的(de)圖形(xing)印(yin)刷在(zai)(zai)基板(ban)上(shang)，該(gai)設備由電(dian)(dian)池(chi)背(bei)面(mian)銀(yin)鋁(lv)漿(jiang)印(yin)刷、電(dian)(dian)池(chi)背(bei)面(mian)鋁(lv)漿(jiang)印(yin)刷和電(dian)(dian)池(chi)正(zheng)面(mian)銀(yin)漿(jiang)印(yin)刷三部(bu)分(fen)組(zu)成。其工作(zuo)(zuo)(zuo)原理為(wei)：利用(yong)絲(si)(si)(si)網(wang)圖形(xing)部(bu)分(fen)網(wang)孔透過漿(jiang)料(liao)(liao)，用(yong)刮刀(dao)在(zai)(zai)絲(si)(si)(si)網(wang)的(de)漿(jiang)料(liao)(liao)部(bu)位(wei)施(shi)加(jia)一(yi)定(ding)壓力，同時朝絲(si)(si)(si)網(wang)另一(yi)端移(yi)動(dong)。油墨(mo)在(zai)(zai)移(yi)動(dong)中被(bei)刮刀(dao)從(cong)圖形(xing)部(bu)分(fen)的(de)網(wang)孔中擠壓到基片上(shang)。由于漿(jiang)料(liao)(liao)的(de)粘性作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)使印(yin)跡固著在(zai)(zai)一(yi)定(ding)范圍內，印(yin)刷中刮板(ban)始終與絲(si)(si)(si)網(wang)印(yin)版和基片呈線(xian)性接(jie)觸(chu)，接(jie)觸(chu)線(xian)隨刮刀(dao)移(yi)動(dong)而移(yi)動(dong)，從(cong)而完成印(yin)刷行程(cheng)。

8、快速燒結

經過絲網(wang)印刷后的(de)(de)(de)硅片(pian)，不能直接使用，需經燒結爐快速燒結，將有(you)機樹脂粘合劑燃燒掉，剩下幾乎純粹的(de)(de)(de)、由于(yu)玻璃質作用而密合在(zai)硅片(pian)上的(de)(de)(de)銀(yin)電(dian)極。當銀(yin)電(dian)極和(he)晶體硅在(zai)溫(wen)度達到共晶溫(wen)度時，晶體硅原子以(yi)一定的(de)(de)(de)比例融(rong)入(ru)到熔融(rong)的(de)(de)(de)銀(yin)電(dian)極材料中去，從而形成上下電(dian)極的(de)(de)(de)歐姆接觸，提(ti)高電(dian)池片(pian)的(de)(de)(de)開路電(dian)壓和(he)填充(chong)因子兩個關(guan)鍵參數(shu)，使其具有(you)電(dian)阻特性，以(yi)提(ti)高電(dian)池片(pian)的(de)(de)(de)轉換(huan)效率。

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)(shao)結(jie)階(jie)段中(zhong)燒(shao)(shao)結(jie)體內完成各種(zhong)物理化學反應，形成電阻膜結(jie)構，使其真正具有電阻特性，該(gai)階(jie)段溫(wen)度(du)達到峰值;降溫冷卻階(jie)段，玻(bo)璃冷卻硬化(hua)并凝固(gu)，使電阻膜結構固(gu)定地粘附于基片上(shang)。

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(neng)力的太陽(yang)能(neng)電池片(pian)生(sheng)產線，僅工藝和動力設備用電功(gong)率(lv)就在1800KW左右。工藝純水的用量在每小時15噸左(zuo)右(you)，水質要求(qiu)達到中國(guo)電子級水GB/T11446.1-1997中EW-1級技術標準。工(gong)藝冷卻水用(yong)量也(ye)在每小時15噸左右，水質(zhi)中微(wei)粒粒徑(jing)不宜大(da)于(yu)10微米，供水溫度宜(yi)在15-20℃。真空(kong)排氣(qi)量在300M3/H左右。同時，還需要大約氮氣儲罐20立(li)方米(mi)，氧(yang)氣儲(chu)罐10立方米。考慮到特殊(shu)氣體如硅烷(wan)的安全因素，還需(xu)要單獨設置(zhi)一個特氣間(jian)，以絕對(dui)保證生(sheng)產安全。另外(wai)，硅烷(wan)燃燒塔、污(wu)水(shui)處(chu)理(li)站等也(ye)是電池(chi)片生(sheng)產的必備設施。

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(jing)層內含有(you)足夠量的(de)與原先晶(jing)體(ti)材料導電類型(xing)異型(xing)的(de)雜質成份，這就(jiu)獲得了用合金法工藝形成P.N結(jie)。

一(yi)般網帶式燒結爐采用電(dian)熱(re)絲作為加(jia)熱(re)元(yuan)件(jian)，主(zhu)要通過熱(re)傳導對(dui)工件(jian)進(jin)行加(jia)熱(re)，無法實現急速升(sheng)溫(wen)。只有輻射(she)或微波能夠迅速加(jia)熱(re)物體，而輻射(she)加(jia)熱(re)具有使(shi)用經濟(ji)、安全可(ke)靠、更換方便等(deng)優點。所以太陽電(dian)池片燒結爐基本都采用紅外石英燈管作為主(zhu)要加(jia)熱(re)元(yuan)件(jian)。它的設計需注(zhu)意(yi)以下三個問題(ti)：

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。雖然短波孿管擁(yong)有更高(gao)的單根功率(相當(dang)于兩根單管并聯(lian))，但由于其制造工藝復雜(za)，對石英玻璃管的質量要求更(geng)高，制造成(cheng)本約(yue)是單管的2.5倍。因此，在實(shi)際使用中，大多采用單管。

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(yu)燒段，要(yao)(yao)讓基片獲得充分(fen)均(jun)(jun)勻的預(yu)熱，中波管(guan)良好的紅(hong)外(wai)輻射、均(jun)(jun)衡(heng)的吸收及穿透能(neng)力，正(zheng)好符(fu)合要(yao)(yao)求;在(zai)(zai)燒結段，必須在(zai)(zai)極短(duan)時間內(nei)使基片達到共晶溫(wen)度(du)，只有短(duan)波管(guan)能(neng)做到這(zhe)一點。

3、加熱管的固定方式

燒結段的溫度峰值在850℃左右，此時燈管的表面(mian)溫度將達到1100℃，接近石英管(guan)(guan)的(de)使(shi)用極限(xian)，稍微過熱(re)產(chan)生(sheng)氣孔(kong)就會立刻燒毀(hui)燈(deng)管(guan)(guan)。而在(zai)燈(deng)管(guan)(guan)的(de)引出導(dao)線(xian)部位，由于(yu)焊接導(dao)線(xian)的(de)金屬(shu)片和石英玻璃密封在(zai)一起，二者(zhe)熱(re)膨脹系數不一致，如果(guo)此處(chu)溫(wen)度過高就會產(chan)生(sheng)應力裂紋(wen)，造成(cheng)燈(deng)管(guan)(guan)漏(lou)氣。因(yin)此燈(deng)管(guan)(guan)在(zai)爐膛(tang)中的(de)安裝固定方式十(shi)分重要(yao)。圖(tu)2為紅外燈管在爐膛中(zhong)的一(yi)種固定方(fang)式(shi)。這種固定方(fang)式(shi)要(yao)求燈管的冷端(duan)距離爐壁(bi)至少80mm以(yi)上(shang)，保證引出導線部位的(de)溫(wen)度不會過高(gao);而且爐壁上安(an)裝(zhuang)孔(kong)的(de)直徑要比燈(deng)管大2～3mm，通(tong)過兩側的固定夾具將燈管(guan)懸空(kong)夾持在爐膛(tang)中。