太阳能电技术方案.doc

技术方案 太阳能电池的分类 单晶硅太阳能电池 单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右，最高的达到24%，这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，但制作成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达15年，最高可达25年。 多晶硅太阳能电池 多晶硅太阳能电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电效率约12%左右（2004年7月1日日本夏普上市效率为14.8%世界最高效率多晶硅太阳能电池）。从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲，单晶硅太阳能电池还略好。 非晶硅太阳能电池 非晶硅太阳电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池，它与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同，工艺过程大大简化，硅材料消耗很少，电耗更低，它的主要优点是在弱光条件也能发电。但非晶硅太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低，目前国际先进水平为10%左右，且不够稳定，随着时间的延长，其转换效率衰减。 多元化合物太阳电池 多元化合物太阳电池指不是用单一元素半导体材料制成的太阳电池。现在各国研究的品种繁多，大多数尚未工业化生产，主要有以下几种：a)硫化镉太阳能电池b)砷化镓太阳能电池c)铜铟硒太阳能电池（新型多元带隙梯度Cu(In,Ga)Se2薄膜太阳能电池） Cu(In,Ga)Se2是一种性能优良太阳光吸收材料，具有梯度能带间隙（导带与价带之间的能级差）多元的半导体材料，可以扩大太阳能吸收光硅薄膜太阳能电池明显提高的薄膜太阳能电池。可以达到的光电转化效率为18%，而且，此类薄膜太阳能电池到目前为止，未发现有光辐射引致性能衰退效应（SWE），其光电转化效率比目前商用的薄膜太阳能电池板提高约50~75%，在薄膜太阳能电池中属于世界的最高水平的光电转化效率。 工艺技术方案 根据产品方案，本项目主要生产工艺的流程采用国内较为成熟的工艺路线，基本上是从硅片的开箱检测与装盒开始，然后在加工车间去除油污及制裁、扩散制作表面PN结然后检测、等离子体刻蚀周边PN结及抽测效果、二次清洗，然后在表面处理车间完成制备薄膜减反射层、印刷背面电极、背电场、正面电极，然后经过高温烧结，最后经检测车间检测合格后入库。太阳能电池硅片生产工艺流程图如下： 太阳能电池生产工艺流程图 主要工艺流程说明： ①清洗、制绒：首先用碱（或酸）腐蚀硅片，以去除硅片表面机械损伤。而后进行硅片表面绒化，现在常用的硅片的厚度180um左右。去除硅片表面损伤层是太阳电池制造的第一道常规工序，主要是通过化学腐蚀，硅片化学腐蚀的主要目的是消除切片带来的表面损伤，同时也能起到一定的绒面效果，从而减少光反射。 ②甩干：清洗后的硅片使用离心甩干机进行甩干。 ③扩散、刻蚀：多数厂家都选用p型硅片来制作太阳电池，那么一般用POCl3液态源作为扩散源。扩散设备可用横向石英管或链式扩散炉，进行磷扩散形式n型层。扩散的最高温度可达到850-900℃。这种方法制出的结均匀性好，方块电阻的不均匀性小于10%，光子寿命大于10微秒。扩散过程遵从如下反应式： 4POCl+3O（过量） 2PO+2Cl（气） 2PO + 5Si 5SiO2 + 4p 背腐蚀去磷硅玻璃和边缘P-N节：用化学方法除去扩散层SiO2与HF生成可溶于水的SiF，从而使硅表面的磷硅玻璃（掺PO的SiO）溶解，化学反应为： SiO +6HF H（SiF）+2HO ④减反射：采用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）技术在电池表面沉积一层氮化硅减反射膜，不但可以减少光的反射，由于在制备SiNx减反膜过程中大量的氢原子进入，能够起到很好的表面钝化和体钝化的效果，这对于具有大量晶界的多晶硅材料而言，由于具有明显的表面钝化和体钝化作用，因此可以用比较差一些的材料来制作太阳电池。由于增强对光的吸收性的同时，氢原子对太阳电池起到很好的表面和体内钝化作用，从而提高了电池的短路电流和开路电压。 ⑤印刷+烧结：为了从电池上获取电流，一般在电池的正、背两面制作电极。正面栅网电极的形式和厚度要求一方面要有高的透过率，另一方面要保证栅网电极有一个尽可能低的电阻。背面做成BSF结构，以减小表面电子复合，印刷后高温烧结。电池生产工序就完成了。 ⑥检测分选：为了保证产品质量的一致性，通常要对每个电池测试，并按电流和功率大小进行分类，可根据电池效率进行分级。 ⑦包装入库：将分选好的电池片进行包装，并入库。 晶体硅太阳能电池片生产用原辅材料消耗见下表： 电池片生产项目原辅材料