太阳能电池组件工艺流程.pdf

一、 晶体与非晶体太阳能电池板： 在猛烈阳光底下，单晶体式太阳能电池板较非晶体式能够转化多一倍以上的太 阳能为电能， 但可惜单晶体式的价格比非晶体式的昂贵两三倍以上， 而且在阴天 的情况下非晶体式反而与晶体式能够收集到差不多一样多的太阳能。 太阳电池基本知识 太阳电池最早问世的是单晶硅太阳电池。硅是地球上极丰富的一种元素， 几乎遍地都有硅的存在， 可说是取之不尽， 用硅来制造太阳电池， 原料可谓不缺。 但是提炼它却不容易， 所以人们在生产单晶硅太阳电池的同时， 又研究了多晶硅 太阳电池和非晶硅太阳电池， 至今商业规模生产的太阳电池， 还没有跳出硅的系 列。其实可供制造太阳电池的半导体材料很多， 随着材料工业的发展、 太阳电池 的品种将越来越多。 目前已进行研究和试制的太阳电池， 除硅系列外， 还有硫化 镉、砷化镓、铜铟硒等许多类型的太阳电池，举不胜举，以下介绍几种较常见的 太阳电池。 单晶硅太阳电池 单晶硅太阳电池是当前开发得最快的一种太阳电池， 它的构成和生产工艺已 定型，产品已广泛用于宇宙空间和地面设施。 这种太阳电池以高纯的单晶硅棒为 原料，纯度要求 99.999 ％。为了降低生产成本，现在地面应用的太阳电池等采 用太阳能级的单晶硅棒， 材料性能指标有所放宽。 有的也可使用半导体器件加工 的头尾料和废次单晶硅材料， 经过复拉制成太阳电池专用的单晶硅棒。 将单晶硅 棒切成片，一般片厚约 0.3 毫米。硅片经过成形、抛磨、清洗等工序，制成待加 工的原料硅片。 加工太阳电池片， 首先要在硅片上掺杂和扩散， 一般掺杂物为微 量的硼、磷、锑等。扩散是在石英管制成的高温扩散炉中进行。这样就在硅片上 形成 P/FONTN结。然后采用丝网印刷法，将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源， 以防大量的光子被 光滑的硅片表面反射掉， 至此，单晶硅太阳电池的单体片就制成了。 单体片经过 抽查检验，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， 最后用框架和封装材料进行封装。 用户 根据系统设计， 可将太阳电池组件组成各种大小不同的太阳电池方阵， 亦称太阳 电池阵列。目前单晶硅太阳电池的光电转换效率为 15％左右，实验室成果也有 20 ％以上的。用于宇宙空间站的还有高达 50%以上的太阳能电池板。 多晶硅太阳电池 单晶硅太阳电池的生产需要消耗大量的高纯硅材料， 而制造这些材料工艺复 杂，电耗很大，在太阳电池生产总成本中己超二分之一， 加之拉制的单晶硅棒呈 圆柱状，切片制作太阳电池也是圆片，组成太阳能组件平面利用率低。因此， 80 年代以来， 欧美一些国家投入了多晶硅太阳电池的研制。 目前太阳电池使用的多 晶硅材料， 多半是含有大量单晶颗粒的集合体， 或用废次单晶硅料和冶金级硅材 料熔化浇铸而成。其工艺过程是选择电阻率为 100～300 欧姆·厘米的多晶块料 或单晶硅头尾料，经破碎，用