当前位置：文档之家 › 太阳能电池生产工艺.pptx

太阳能电池生产工艺.pptx

  • 格式：pptx
  • 大小：14.39 MB
  • 文档页数：63

下载文档原格式

  / 63

合集下载

太阳能电池组件工艺流程详细介绍PPT课件

太阳能电池组件工艺流程详细介绍PPT课件
• ——光伏组件输出功率：从零点几瓦到数百瓦不
等
完整版课件
5
1.2 太阳能电池组件的分类
1. 单晶硅太阳能电池组件 2. 多晶硅太阳能电池组件 3. 刚性衬底薄膜太阳能电池组件 4. 柔性薄膜太阳能电池组件
碲化镉薄膜 非晶硅薄膜
单结晶硅太阳电池 SINGLE CRYSTAL
多结晶硅太阳电池 POLY CRYSTAL
完整版课件
30
2.13 包装入库
• 13、包装入库：对产品信息的记录和归纳， 便于使用和今后查找和数据调用
完整版课件
31
Thank You!
完整版课件
32
此课件下载可自行编辑修改，供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！
1521硅胶配对比例 • A ：B=6 ：1（质量） • A ：B=3 ：1（体积）
完整版课件
25
2.9 组件清洗
• 9、组件清洗：好的产品不仅有好的质量 和好的性能，而且要有好的外观，所以次 工序保证组件清洁度，铝边框边上的毛刺 要去掉，确保组件在使用减少对人体的损 伤
完整版课件
26
2.10 组件电性能测试
• 10、组件测试：测试的目的是对电池的输 出功率等参数进行标定，测试其输出特性， 确定组件的质量等级。
完整版课件
27
组件电性能测试
终测机
终测曲线
完整版课件
28
2.11 组件EL测试
• 125*150*72组件EL图像
完整版课件
29
2.12 成品检验
• 12、成品检验：为了使组件产品质量满足 相关要求，使组件的最终检验操作过程规 范化，主要对组件成品的全面检验：型号、 类别、清洁度、各种电性能的参数的确认， 以及对组件优劣等级的判定和区分。

《太阳能电池工艺》PPT课件

《太阳能电池工艺》PPT课件

等离子体刻蚀原理
等离子体刻蚀是采用高频辉光放电反响，使反响气体激 活成活性粒子，如原子或游离基，这些活性粒子扩散到需刻 蚀的部位，在那里与被刻蚀材料进展反响，形成挥发性生成 物而被去除。它的优势在于快速的刻蚀速率同时可获得良好 的物理形貌 。〔这是各向同性反响〕
这种腐蚀方法也叫做干法腐蚀。
首先，母体分子CF4在高能量的电子的碰撞作用下 分解成多种
中性C 基 团F e或 离C 子,。C F,C FF FC ,以 , 它 及们的离
4
3
2
其次，这些活性粒子由于扩散或者在电场作用下到 达SiO2表
面，并在外表上发生化学反响。
《太阳能电池工艺》PPT 课件
本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！
晶体硅太阳电池的根本工作原理
太阳电池是以光生伏特效应为根底制备 的。所谓光生伏特效应就是某种材料吸收了 光能之后产生电动势的效应。尤其是在半导 体内，光能转换为电能的效率特别高。
太阳电池工作原理可概括为以下几个过程： 1.光的照射，如单色光，太阳光等。 2.光子注入到半导体内部后，激发电子-空穴
半导体光照后的变化
3.必须有一个静电场。绝大局部太阳电池利 用P-N结势垒区的静电场实现别离电子-空穴 对的目的。 4.被别离的电子和空穴，经由电极收集输出 到电池体外，形成电流。
25
2
由上面反响式可以看出，POCl3热分解时，如果没有外来 的氧〔O2〕参与其分解是不充分的，生成的PCl5是不易分 解的，并且对硅有腐蚀作用，破坏硅片的外表状态。但 在有外来O2存在的情况下，PCl5会进一步分解成P2O5并放 出氯气〔Cl2〕其反响式如下：

太阳能电池生产工艺幻灯片PPT

太阳能电池生产工艺幻灯片PPT

等离子体刻蚀机
设备要求： 工艺重复性好， 刻蚀速度快、 均匀性好 。 密封性能好、 操作安全
洗磷
目的：去除硅片表面氧化层及扩散时形成的磷硅
玻璃(磷硅玻璃是指P2O5与SiO2的混合物）。 原理：P2O5溶于HF酸 SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O H2SiF6可溶于水 条件：HF浓度8％-10％ 洗磷后需用去离子水将硅片冲洗干净并甩干。
工艺目的；主要是去除油脂、松香、石蜡 等杂质。
工艺原理；超声振动使油珠滚落，物理去 油。
条件；去离子水一定量，温度60—90℃， 时间10—40min。
超声波清洗机
设备要求：稳定性 好，精确度高（温 度、时间），操作 方便（换水方便）。
减薄
工艺目的；去除表面损伤层和部分杂质。 工艺原理；利用硅在浓NaOH溶液中的各
PECVD（等离子体增强化学气相沉 积）
目的：表面钝化和减少光的反射，降低载 流子复合速度和增加光的吸收。
原理：硅烷与氨气反应生成氮化硅淀积在 硅片表面形成减反射膜。反应过程中有大 量的氢离子注入，使硅片中悬挂键饱和， 达到表面钝化和体钝化的目的，有效降低 了载流子的复合，提高了电池的短路电流 和开路电压。
将硅片冲洗干净，以免残留药液影响倒下个小环 节的正常进行。 去离子水是指纯水，指的是将水中的强电解质去 除并且将弱电解质去除到一定程度的水。其电阻 率越大，电导率约小则级别越高。
清洗机
设备要求：稳定性好，精确度高，密闭性 能好，有抽风装置，便于标准化生产，操 作简单安全。
烘干
目的：烘干。 原理：热吹风（~75 ℃ ）去除硅片表面残
48所三管扩散炉
刻蚀
目的；去除周边短路环。
原理：在辉光放电条件下，CF4和O2生成等离子体，交替 对周边作用，使周边电阻增大。

《太阳能电池生产工艺原理》PPT模板课件

《太阳能电池生产工艺原理》PPT模板课件

太阳电池的设计
▪ 光生载流子的收集几率 ▪ 结深 ▪ 电极设计（使电阻损耗最小） ▪ 减反射膜的厚度和折射率
太阳电池的光谱响应ABSDEPTH
—被收集的载流子数与入射光子数之比
EQE & IQE (0-1)
QE vs. Wavelength
1.00
0.90
0.80
0.70 0.60
0.50
0.40
电池片生产流程
装片－制绒－化学清洗－扩散－刻蚀 －去磷硅玻璃－PECVD－丝网印刷－ 烧结－分类检测－包装
原始硅片 制绒
单晶电池片生产过程
包装
分类检测
丝网印刷正 面电极
丝网印刷 背电场
清洗甩干
扩散
刻蚀和去磷硅玻璃 PECVD
丝网印刷 背电极
原始硅片 制绒
多晶电池片生产过程
包装
分类检测
丝网印刷 正电极
● 种类 1) Si太阳电池 2) GaAs太阳电池 (砷化镓） 3) 染料敏化电池 4) Cu2S电池
● 硅太阳电池 1)单晶硅片 2)多晶硅片 3)非晶硅薄膜 4)多晶硅薄膜
二、太阳能辐射
1、太阳辐射能的来源—电磁辐射
大气层对太阳辐射的影响
大气质量—太阳光线通过大气层的路程对到达地球
表面的太阳辐射的影响 AM0—地球大气层外的太阳辐射 AM1—穿过1个大气层的太阳辐射（太阳入射角为0）
丝网印刷
▪ 原材料的特性
硅片的厂家、型号、批次 、厚度、尺寸、少子寿命、对角线
▪ 丝网印刷的辅助材料
刮条、浆料、胶带、封网浆、酒精、松油醇
▪ 丝网印刷表单的填写
工序流程卡、电池生产记录、首检记录、浆料领用/使用记录、 刮条更换记录、网板更换记录、网板使用寿命跟踪记录、台面 称重记录、碎片称重记录、设备维护申请单…

太阳能电池制造工艺幻灯片PPT

太阳能电池制造工艺幻灯片PPT

硅太阳能电池制造工艺
硅太阳能电池制造工艺主要包括： 1. 去除损伤层 2. 表面绒面化 3. 发射区扩散 4. 边缘结刻蚀 5. PECDV沉积SiN 6. 丝网印刷正背面电极浆料 7. 共烧形成金属接触 8. 电池片测试。
表面绒面化
由于硅片用P型（100）硅 片，可利用氢氧化钠溶液对单 晶硅片进行各向异性腐蚀的特 点来制备绒面。当各向异性因 子>10时（所谓各向异性因子 就是（100）面与（111）面 单晶硅腐蚀速率之比），可以 得到整齐均匀的金字塔形的角 锥体组成的绒面。绒面具有受 光面积大，反射率低的特点。 可提高单晶硅太阳电池的短路 电流，从而提高太阳电池的光 电转换效率。
太阳能电池制造工艺幻灯 片PPT
本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！
一、硅太阳能电池工作原理
太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源。也是清 洁能源，不产生任何的环境污染。在太阳能的有效利用中； 大阳能光电利用是近些年来发展最快，最具活力的研究领 域，是其中最受瞩目的项目之一。 制作太阳能电池主要是 以半导体材料为基础， 其工作原理是利用光电材料 吸收光能后发生内光电效应， 将光能转换为电能。根据所 用材料的不同，太阳能电池 可分为：硅基太阳能电池和 薄膜电池，本章主要讲硅基 太阳能电池。
三、硅太阳能电池制造工艺
制造太阳电池片，首先要对经过清洗的硅片，在高温石 英管扩散炉对硅片表面作扩散掺杂，一般掺杂物为微量的 硼、磷、锑等。目的是在硅片上形成P/N结。然后采用丝 网印刷法，用精配好的银浆印在硅片上做成栅线，经过烧 结，同时制成背电极，并在有栅线的面涂覆减反射膜 ，单 晶硅太阳电池的单体片就制成了。单体片经过检测，即可 按所需要的规格组装成太阳电池组件（太阳电池板），用 串联和并联的方法构成一定的输出电压和电流。最后用框 架和装材料进行封装，组成各种大小不同太阳电池阵列。

《太阳能电池制造工艺工艺流程以及工序简介》PPT模板课件

《太阳能电池制造工艺工艺流程以及工序简介》PPT模板课件

(b). 多晶制绒---RENA InTex
3 S i 2 H N O 3 1 8 H F 3 H 2 S i F 6 0 . 4 5 N O 1 . 3 5 N O 2 0 . 1 N 2 O 4 . 2 5 H 2 2 . 7 5 H 2 O
目的与作用：
（1）去除单晶硅片表面的机械损 伤层和氧化层。 （2）有效增加硅片对入射太阳光的 吸收,从而提高光生电流密度，提高单 晶硅太阳能电池的光电转换效率。
去除磷硅玻璃的目的、作用：
1. 磷硅玻璃的厚度在扩散中工艺难控制，且其工艺窗口太小，不稳 定。
2. 磷硅玻璃的折射率在1.5左右，比氮化硅折射率（2.07左右）小， 若磷硅玻璃较厚会降低减反射效果。
3. 磷硅玻璃中含有高浓度的磷杂质，会增加少子表面复合，使电池 效率下降。
2. 扩散（POCl3液态扩散）
(c). 去磷硅玻璃---PSG
在扩散过程中发生如下反应：
4 P C l3 5 O 2 2 P 2 O 5 6 C l2
POCl3分解产生的P2O5淀积在硅片表面， P2O5与Si反应生成SiO2和 磷原子：
2 P O 5 S i5 Si 4 O P
25
2
这样就在硅片表面形成一层含有磷元素的SiO2，称之为磷硅玻璃。
2 P 2 O 5 5 S 9 i 0 C 以 0 5 上 S2 i 4 O P
4 P5 C 5 O 2 l 2 P 2 O 5 1C 0 2 l
3.沉积减反射膜（PECVD）工 序
❖ 沉积减反射膜的作用、目的：
1. 沉积减反射膜实际上就是对电池进行 钝化。钝化可以去掉硅电池表面的悬 空键和降低表面态，从而降低表面复 合损失，提高太阳电池的光电转换效 率。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电子带负电，空穴带正电。漂移到n型硅中电子使n型硅带多余的负余的正电荷，对外表现出正电性。n型硅和p型硅之间对外具有一定的
电势差，称为光生电压或者光生电动势。
光伏产业链介绍
➢ 光伏发电原理
当太阳光照射到太阳电池表面时，由于光生伏特效应，太阳电池的正面电极和背面电极之间 产生光生电压，用金属导线接上电灯、电器等负载，可为这些负载提供电流。
n型硅中有数量较多的电子，p型硅中有数量较多的空穴。当n型硅和p型硅结合在一起后，n型硅中有部分电 子往p型硅中扩散，p型硅中有部分空穴往n型硅中扩散，使得n型硅在交界处附近留下带正电的离子实，p型 硅在交界处附近留下带负电的离子实。这两种离子实在交界处附近的区域内产生电场，称为内建电场，电 场方向由n型硅指向p型硅。n型硅和p型硅交界处附近的区域称为pn结。
❖ 并联电阻 Rsh ：为旁漏电阻，它是由硅片的边缘不清洁或硅片表面 缺陷引起。
光伏产业链介绍
➢ 各种太阳能电池比较
具体分类
转换效率%
单晶硅
17-20
多晶硅
15-18
多晶硅薄膜 10-12
非晶硅薄膜 6-10
优点
缺点
产业化 阶段
技术工艺最为成熟，市场主导产品， 转换效率高，性能稳定
多晶硅成本比单晶硅低
光伏产业链介绍
➢ 太阳能电池制造流程
化学表面处理
丝网印刷 烧结
PECVD 分档测试
磷扩散 周边及背结刻蚀
光伏产业链介绍
➢ I-V曲线
将太阳电池接上负载。在光照条件下，改变负载的电阻，太阳电池的输出电压V、输出电流 I 和 输出功率 P 将随之变化。记录下 V、I、P 的变化情况，并将数据绘成曲线，将得到上图的曲线， 称为太阳电池的电流－电压特性。
光伏产业链介绍
（二）电池片
光伏产业链介绍
单晶硅太阳电池
多晶硅太阳电池
多晶硅太阳电池与单晶硅太阳电池的最大差别在于硅片，多晶 硅片是许多硅晶粒的集合体
光伏产业链介绍
➢ 晶体硅太阳电池结构
减反射膜
正面电极
pn 结 背面电极
n 型硅 p 型硅
正面和背面的金属电极用来收集光激发的自由电子和空穴，对外输出电流； 减反射薄膜的作用是减小入射太阳光的反射率；pn结的作用是将光激发的 自由电子输送给n型硅，将自由空穴输送给p型硅。
掺硼原子（B）
B杂质原子最外层的电子数比硅原子少一个，相当于 B杂质原子最外层多了一个空穴。在常温条件下，B 杂质原子多余的空穴很容易挣脱原子核的束缚。掺B 杂质的Si半导体主要依靠空穴导电，称为p型Si，B杂 质称为受主杂质。
光伏产业链介绍
➢ PN结
内建电场
＋
＋
－
－
＋
＋
－
－
pn结
Si原子 P杂质 B杂质 电子 空穴
可在多种廉价衬底材料上制备，成本 低于晶体硅电池
对太阳光的吸收系数高，因此材料需 求量少，可沉积在各种廉价衬底材料 上，生产成本低，单片电池面积大， 适宜于大规模生产
原料成本高，目前受上游 大规模
➢ 硅片性能参数
❖ 1、型号（ P型和N型， P型多晶硅是掺B，N型多晶硅是掺P） ❖ 2、电阻率 ❖ 3、少数载流子寿命 ❖ 4、硅片边长 ❖ 5、对角线长度 ❖ 6、倒角 ❖ 7、厚度 ❖ 8、总厚度变化
光伏产业链介绍
➢ 单多晶硅片比较
总体来说，单晶和多晶硅锭的生长方法各有所长，单晶的转换 效率高，但产能低、能耗大；多晶的转换效率相对较低，但能耗低、 产能大，适合于规模化生产。
光伏产业链介绍
➢ 光生伏特效应
电子 空穴
n型半导体 pn结 p型半导体
光伏产业链介绍
➢ 光生伏特效应
阳光
在太阳光的照射下，硅片中激发出自由电子和自由空穴。自由电子和空穴扩散到p-n结附近，受到 内建电场的作用，电子往n型硅中漂移，空穴往p型硅中漂移。
阳光
－
－ － － － －－
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋＋
光伏产业链介绍
光伏产业链介绍
（一）硅片
光伏产业链介绍
太阳能级多晶硅（6N）
单晶硅碇
多晶硅碇
类单晶硅碇
单晶硅片
多晶硅片
类单晶硅片
单晶125/156 多晶电池片
类单晶电池片
光伏产业链介绍
多晶硅碇
单晶硅棒
光伏产业链介绍
单晶硅片
多晶硅片
光伏产业链介绍
➢ 破锭
光伏产业链介绍
➢ 切片
光伏产业链介绍
1954年,贝尔实验室Chapin等人开 发出效率为6％的单晶硅太阳电池， 现代硅太阳电池时代从此开始。
光生伏特效应示意图
光伏发电的应用
天宫一号与神九对接
大众汽车太阳能天窗
光伏发电的应用
太阳能汽车
太阳能飞行器
光伏发电的应用
小型光伏系统
大型光伏系统
光伏发电的应用
通过光伏供电的通讯基站 太阳能电池充电器
LOGO
光伏基础知识介绍
主要内容
1.光伏产品的应用 2.光伏产业链介绍-硅片 3.光伏产业链介绍-电池 4.光伏产业链介绍-组件 5.光伏产业链介绍-系统
Company Logo
光伏发电的应用
1839年，法国Becqueral（贝克勒 尔）第一次发现，在光照条件下， 某些系统的两端具有电压，用导线 将两端连接起来后，有电流输出， 这就是光生伏特效应 （photovoltaics，简称PV）。
光伏产业链介绍
➢电池电性能参数
❖ 短路电流 Isc ：负载的电阻为零时，太阳电池的输出电流； ❖ 开路电压 Voc ：负载的电阻无穷大时，太阳电池的输出电压； ❖ 最大功率点 Pm ：太阳电池的最大输出功率； ❖ 最大功率点电流 Im ：输出功率最大时，太阳电池的输出电流； ❖ 最大功率点电压 Vm ：输出功率最大时，太阳电池的输出电压；
❖ 转换效率η ：太阳电池的最大输出功率 Pm 与入射光功率的比值，
是衡量太阳电池性能的最重要参数；
❖ 填充因子 FF ：太阳电池的最大输出功率 Pm 与短路电流 Isc 、开路 电压 Voc 乘积的比值；
❖ 串联电阻 Rs ：主要是太阳电池的体电阻、表面电阻、电极导体电阻、 电极与硅表面的接触电阻组成。
光伏产业链介绍
➢ PN结
掺磷原子（P）
P杂质原子最外层的电子数比硅原子多一个。 P杂质 原子多余的电子很容易挣脱原子核的束缚，成为自由 移动的电子。掺P杂质的Si半导体主要依靠电子导电，
称为n型Si，P杂质称为施主杂质。
单晶硅的晶体结构。单晶硅体
内的每个硅原子（Si）最近邻 有四个Si原子。未掺杂的硅称 为本征硅。