lecture08 太阳能电池研究进展.ppt

高分子光电转换材料 ITO/MEH-PPV:CN-PPV/Al Voc＝0.6V η ＝6％ * 我国太阳能光伏发电技术产业化及市场发展经过近20年的努力，已经奠定良好的基础。 但在总体水平由于生产规模、技术水平较低、太阳电池的效率低，专用原材料国产化程度不高。专用材料如银浆、封装玻璃、EVA等尚未完全实现国产化，成本高 。 展望 * 光伏产业价值链 * * 由于铸锭中采用低成本的坩埚及脱模涂料， 对硅锭的材质仍会造成影响。近年来电磁法（EMC）被用来进行铸锭试验，方法是投炉硅料从上部连续加到熔融硅处，而熔融硅与无底的冷坩埚通过电磁力保持接触，同时固化的硅被连续地向下拉。目前该工艺已铸出截面为220mmX220mm的长硅锭，铸锭的材质纯度比常规硅锭高。 我国可生产出220mmX220mmX140mm的硅锭。 * 太阳能用硅材料的生产工艺 多晶浇注设备 HEM DSS * 太阳能用硅材料的生产工艺 方法比较 Method Width （cm） Weight (kg) GrowthRate (mm/min) Growth Rate (kg/h) Throughput (m2/day) Energy Use (kWh/kg) Energy Use (kWh/ m2) Efficiency? (Typical, best) FZ 15 50 2-4 4 80 30 36 18, 24 CZ 15 50 0.6-1.2 1.5 30 18-40 21-48 15, 20 DS (定向结晶) 69 240 0.1-0.6 3.5 70 8-15 9-17 14, 18 EMC (电磁铸造) 35 400 1.5-2 30 600 12 35 14, 16 * 太阳能用硅材料的生产工艺 硅片切割 * 常规的硅片切割采用内圆切片机，其刀损为0.3一0.35mm，使晶体硅切割损失较大，且大硅片不易切得很薄。近几年，多线切割机的使用对晶体硅片的成本下降具有明显作用。多线切割机采用钢丝带动碳化硅磨料来进行切割硅片，切损只有0.22mm，硅片可切薄到0.2mm，且切割的损伤小。 * 圆切割技术与线切割技术在实际应用中互为补充而存在 　　（1）在新建硅圆片加工生产线上，规模在年产量达50吨以上硅单晶加工生产线，并且圆片品种主要针对较大数量集成电路用硅圆片时，切割设备选型可定位在线切割机上，同时大规模、单一硅圆片品种（主要指圆片的厚度规格品种）的太阳能级圆片加工，切割设备选型也可定位在线切割机上。厚度规格品种的多少，直接关系到线切割机排线导轮备件的多少。该排线导轮目前国内无法配套，国外供应商配套，价格较高。频繁更换排线导轮增加了辅助时间，还会增加线丝的浪费。 （2）生产规模较小的生产单位或多品种硅圆片生产并具有较大规模的生产单位，在设备选型上，应首先考虑选用内圆切片机。  * 兰州瑞德集团 X07 150-1型多线锯切割机 * 上海日进下压式NWS6X2多线钢丝切割机下压式NWS6X2多线钢丝切割机可同时并列切割二支Φ6×9（φ152mm×230mm）硅晶棒，切割晶片最薄厚度为0.2mm。 * 技术进展 直径变化 * 技术进展 薄片技术 * 技术进展 带硅 用硅量 是常规工艺的? 无须切片 成本下降 30% RD 同时拉制2条或4条带硅 厚度＜ 150 μm * 太阳能电池的分类 晶体硅太阳能电池的发展趋势mc-Si 比例总体上升趋势，但04年有所下降，从03年的61.3%下降至56%；sc-Si 比例止住了下降趋势，由03年的26.9%上升至28.7%。而且同比增长（71%），超过mc-Si （46.8 % ）。如果包括a-Si/scSi ，则比例达到32.1%,同比增长75%。Ribbon 比例由03年的0.9%,提高至3.4%，同比增长502.9%； 晶体硅（包括mc-Si, sc-Si, a-Si/scSi和Ribbon）的比例近4年来变化不大，在91.1%—93.1%之间； * 国内太阳能电池用硅材料现状 硅单晶产量 2004年单晶硅产量（吨） 单晶总产量 1700 太阳能单晶产量 1200 太阳能单晶生产能力 2000 近年来我国硅单晶产量 注：单晶硅产量 及生产能力估算见附件1 * 国内现状趋势及分析 和国外情况不同，我国太阳能用单晶硅的比例大大高于多晶硅。 形成的原因是：国内廉价单晶炉设备优势；半导体硅单晶生产有一定基础；技术门槛低。 国内太阳能硅材