!!!太阳能电池制程工艺-培训资料
太阳能电池组件生产工艺培训
太阳能电池组件生产工艺培训引言随着环境保护意识的增强和可再生能源的重要性日益突出，太阳能作为一种清洁、可再生的能源得到了广泛应用。
太阳能电池组件作为太阳能发电系统的核心部件，其生产工艺对于太阳能电池组件的质量和性能起着决定性的作用。
本文将介绍太阳能电池组件生产工艺的基本流程，以及其中的关键技术和注意事项。
太阳能电池组件生产工艺流程太阳能电池组件的生产工艺主要包括硅材料准备、硅片加工、背电极制备、光伏电池芯片制作、封装和测试等步骤。
硅材料准备太阳能电池组件的制作主要使用的是晶体硅材料，其主要原料是硅矿石。
在硅矿石经过一系列的物理和化学处理之后，得到纯度较高的硅块。
然后，将硅块通过熔炼和晶化的工艺，制成硅片。
硅片加工硅片是太阳能电池的核心材料，其制作需要经过切割、抛光、清洗等一系列加工工艺。
首先，将硅块切割成较薄的硅片。
然后，通过抛光处理使硅片表面得到平整。
最后，对硅片进行清洗，以去除表面的杂质。
背电极制备背电极是太阳能电池组件中负责电子传输的关键部件，其制作需要在硅片背面涂布金属导电层。
这个过程通常使用的是屏蔽印刷技术。
通过将导电浆料涂布在硅片背面，并进行烘烤和烧结处理，形成均匀、致密的背电极层。
光伏电池芯片制作光伏电池芯片是太阳能电池组件的关键部件，其制作需要在硅片表面形成PN 结。
这个过程主要包括光刻、腐蚀、扩散等步骤。
首先，使用光刻技术在硅片表面涂上光刻胶，并通过光刻曝光、显影得到图案化的光刻胶层。
然后，使用腐蚀液将未覆盖光刻胶的硅片腐蚀掉，形成光伏电池芯片的结构。
最后，使用扩散炉对硅片进行热处理，使其表面形成P型和N型结构。
封装光伏电池芯片制作完成后，需要进行封装，形成完整的太阳能电池组件。
封装过程主要包括玻璃盖板的粘接、导线的连接、背板的封装等步骤。
玻璃盖板用于保护光伏电池芯片，需要使用高透光率的硅胶对其进行粘接。
然后，通过焊接过程将导线与光伏电池芯片连接起来。
最后，将背板粘接在太阳能电池组件的背面，固定整个组件的结构。
电池片全工序基础工艺培训资料
电池片全工序基础工艺培训资料一、引言电池片是太阳能光伏发电系统的核心组件之一，其质量直接影响着光伏发电系统的性能和效益。
为了提高电池片的生产质量和工艺水平，本培训资料旨在介绍电池片全工序基础工艺，包括材料准备、切割、清洗、扩散、沉积、腐蚀、电极印刷、烧结、检测等环节。
二、材料准备1. 硅片选择：硅片是制造电池片的基础材料，应选择高纯度、低杂质的硅片。
2. 硅片切割：使用切割机将硅片切割成适当大小的方片，以适应后续工艺的要求。
3. 硅片清洗：将切割好的硅片放入清洗槽中，使用超纯水和清洗剂进行清洗，去除表面污染物。
三、扩散工艺1. 扩散介质制备：将扩散介质溶解在适当的溶剂中，制备成扩散浆料。
2. 扩散工艺参数设定：根据硅片的要求和产品规格，设定合适的扩散工艺参数，如温度、时间、浓度等。
3. 扩散过程控制：将硅片放入扩散炉中，控制好温度和时间，使扩散介质中的掺杂元素能够渗透到硅片中。
四、沉积工艺1. 沉积介质制备：将沉积介质溶解在适当的溶剂中，制备成沉积浆料。
2. 沉积工艺参数设定：根据电池片的要求和产品规格，设定合适的沉积工艺参数，如温度、时间、浓度等。
3. 沉积过程控制：将硅片放入沉积槽中，控制好温度和时间，使沉积介质中的材料能够均匀地覆盖在硅片表面。
五、腐蚀工艺1. 腐蚀介质制备：将腐蚀介质溶解在适当的溶剂中，制备成腐蚀浆料。
2. 腐蚀工艺参数设定：根据电池片的要求和产品规格，设定合适的腐蚀工艺参数，如温度、时间、浓度等。
3. 腐蚀过程控制：将硅片放入腐蚀槽中，控制好温度和时间，使腐蚀介质能够去除硅片表面的不需要部分。
六、电极印刷工艺1. 电极浆料制备：将电极浆料中的材料粉末与适当的溶剂混合，制备成电极浆料。
2. 电极印刷工艺参数设定：根据电池片的要求和产品规格，设定合适的电极印刷工艺参数，如压力、速度、温度等。
3. 电极印刷过程控制：将电极浆料均匀地印刷在硅片表面，控制好印刷的厚度和均匀性。
七、烧结工艺1. 烧结装置准备：将印刷好电极的硅片放入烧结装置中，设定合适的温度和时间。
太阳能电池组件生产工艺培训
太阳能电池组件生产工艺培训1. 引言太阳能电池组件是太阳能光伏发电系统的核心组成部分之一，其生产工艺对电池组件的质量和性能具有重要影响。
本文将介绍太阳能电池组件的生产工艺培训内容，包括原料准备、硅片加工、电池片制备、组件组装等环节。
2. 原料准备太阳能电池组件的主要原料包括硅片、背板、玻璃等。
在原料准备阶段，需对这些原料进行质检和准备工作。
2.1 硅片质检硅片是太阳能电池组件的关键材料，其质量对电池组件的性能具有重要影响。
在硅片质检中，需要检查硅片的厚度、纯度、均匀性等指标，确保硅片的质量符合要求。
2.2 背板和玻璃准备背板和玻璃是太阳能电池组件的支撑材料，需要进行尺寸检查和清洁处理，以确保其适应组件制造的要求。
3. 硅片加工硅片加工是太阳能电池组件生产工艺的重要环节，主要包括切割、打磨和腐蚀等步骤。
3.1 硅片切割硅片切割是将硅棒切割成薄片的过程，需要使用切割机具和切割液，确保切割出的硅片厚度均匀且表面光滑。
3.2 硅片打磨硅片打磨是将切割好的硅片进行表面处理，以去除切割时产生的毛刺和残留物。
打磨完成后，硅片表面应光滑且光亮。
3.3 硅片腐蚀硅片腐蚀是利用化学溶液对硅片进行腐蚀处理，形成 pn 结。
腐蚀结束后，硅片表面应均匀，并且形成了 diffused layer。
4. 电池片制备电池片制备是太阳能电池组件生产中的核心步骤，包括清洗、扩散、刻蚀等。
4.1 清洗清洗是将硅片表面的杂质和污染物去除，以保证后续工艺的顺利进行。
清洗过程中需要注意选用合适的溶液，并控制清洗时间和温度。
4.2 扩散扩散是将硅片表面的掺杂物扩散到整个硅片中，形成 pn 结的过程。
扩散温度和时间的控制对电池片的性能有着重要影响。
4.3 刻蚀刻蚀是利用化学溶液去除硅片表面的有害杂质和氧化物的过程。
刻蚀后，电池片表面应平整、光滑，并具有一定的粗糙度。
5. 组件组装组件组装是将制备好的电池片、背板和玻璃等材料进行组装，形成最终的太阳能电池组件的过程。
太阳能电池工艺培训教材(共 53张PPT)
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Thank you!
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扩散的目的：形成PN结
14
太阳电池磷扩散方法
１．三氯氧磷（POCl3）液态源扩散 ２．喷涂磷酸水溶液后链式扩散
３．丝网印刷磷浆料后链式扩散 本公司目前采用的是第一种方法。
15磷扩散工艺过程来自清洗扩散饱和关源，退舟
装片
卸片
送片
方块电阻测量
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扩散装置示意图
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POCl3磷扩散原理
POCl3在高温下（>600℃）分解生成五氯化磷
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等离子体
等离子体:由于物质分子热运动加剧, 相互间的碰撞就会使气体分子产生 电离,这样物质就会变成自由运动并 由相互作用的正离子,电子和中性粒 子组成的混合物
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ＰＥＣＶＤ设备
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ＰＥＣＶＤ的目的
1）镀减反射薄膜(SiN) 其具有卓越的抗氧化和绝缘性能,同时具有良好的阻挡 钠离子和掩蔽金属离子和水蒸气扩散的能力,它的化学稳 定性很好,除氢氟酸和热磷酸能缓慢腐蚀外,其它酸与它基 本不起作用 2）表面钝化作用 保护半导体器件表面不受污染物质的影响,半导体表面 钝化可降低半导体表面态密度 3)钝化太阳电池的体内 在SiN膜中存在大量的 H,在烧结过程中会钝化晶体内部 悬挂键
2）用到药品：HNO3， HF， KOH 3） SPC:硅片各边的绝缘电阻>1000欧姆
太阳能电池培训资料
太阳能电池的效率与限制因素
01
太阳能电池的效率是指将太阳能转换成电能的比率，通常在10%-20%之间。
02
限制太阳能电池效率的因素包括：太阳光的吸收率、温度、污染物等。
03
提高太阳能电池效率的方法包括：使用更高效的太阳能电池板、优化太阳能电 池板的角度和方向、保持太阳能电池板的清洁等。
03
太阳能电池的生产流程
我国太阳能电池产业发展迅速，产量和装机量均位居全球首位，技术水平不断提 升，产业链不断完善。
发展目标
我国政府提出了“千家万户沐光行动”和“光伏扶贫”等计划，目标是到2030年 ，太阳能电池装机容量达到500GW，可再生能源电力装机占电力总装机比重达 到35%左右。
太阳能电池技术的发展趋势与挑战
发展趋势
2023
太阳能电池培训资料
汇报人：
目录
• 太阳能电池简介 • 太阳能电池的工作原理 • 太阳能电池的生产流程 • 太阳能电池的材料与结构 • 太阳能电池市场与前景 • 太阳能电池的安装与维护
01
太阳能电池简介
太阳能电池的发展历程
1 2
第一代太阳能电池
硅太阳能电池，发展时间最长，技术最成熟， 目前占据主导地位。
农业和农村应用
移动能源
太阳能光伏发电系统为灌溉、温室等设施提 供电力，促进农业现代化。
太阳能充电站、太阳能汽车、太阳能船舶等 为移动设备提供清洁可再生的能源。
02
太阳能电池的工作原理
光电效应
1
光电效应是指光照射到物质表面时，物质会吸 收光能，并释放电子，产生电流。
2
在太阳能电池中，光电效应是利用光能转化为 电能的基本原理。
3
太阳能电池表面的太阳能吸收层会吸收太阳光 ，产生电子和空穴对，这些电子和空穴对进一 步形成电流。
太阳能电池工艺培训
分布式能源
太阳能电池可与其他能源系统结合， 形成分布式能源系统，提高能源利用 效率。
03
太阳能电池生产工艺流程
硅片制作工艺
硅棒制备
将高纯度硅料熔化后，通过拉晶或浇铸法制备硅棒。
切片
将硅棒切割成薄片，即硅片。
清洗与分选
清洗硅片表面，去除杂质，并对硅片进行分选，确保质量一致性。
02
03
废弃物分类处理
监测排放物
对生产过程中产生的废弃物进行 分类处理，确保其符合环保要求。
对生产过程中的排放物进行监测， 确保其符合国家和地方的环保标 准。
事故应急处理预案
制定应急预案
01
针对可能发生的事故制定应急预案，明确应急处理流程和责任
人。
定期演练
02
定期组织员工进行事故应急演练，提高员工应对突发情况的能
安全生产规定和措施
制定严格的安全操作规程
确保员工熟悉并遵守安全操作规程，降低事故 发生的风险。
定期进行安全检查
对生产设备、安全设施等进行定期检查，确保 其正常运转。
提供安全防护用品
为员工提供必要的安全防护用品，如护目镜、手套等，以保障员工的人身安全。
环境保护规定和措施
01
实施清洁生产
通过改进工艺、使用环保材料等 措施，降低生产过程中的环境污 染。
薄膜太阳能电池
制造成本低、重量轻、可弯曲 ，但效率相对较低。
染料敏化太阳能电池
制造成本低、可印刷制造，但 稳定性较差、效率较低。
太阳能电池的应用领域
光伏发电
利用太阳能电池将光能转化为电能， 为家庭、企业等提供可再生能源。
太阳能电池组件工艺培训
硅片厚度
测量硅片的厚度，确保其 符合工艺要求，以保证电 池组件的性能和效率。
硅片弯曲度
检测硅片的平整度和弯曲 度，以确保在层压过程中 能够与其它组件紧密贴合。
焊接质量检测
焊接点检查
检查焊接点是否牢固、无 虚焊、无漏焊，确保电池 片之间能够稳定连接。
焊接质量评估
对焊接质量进行评估，包 括焊接点的均匀性、平滑 度等，以确保电池组件的 稳定性和可靠性。
焊接强度测试
对焊接点进行拉伸和弯曲 测试，以检测其机械强度 和稳定性。
层压质量检测
层压温度
检测层压过程中的温度，确保其 符合工艺要求，以保证电池组件
的密封性和稳定性。
层压压力
检测层压过程中的压力，确保其符 合工艺要求，以保证电池组件的紧 密贴合和均匀受力。
注意事项四
操作前应穿戴好防护用 品，如手套、口罩、安 全鞋等，确保人身安全。
检查设备和工具是否完 好无损，如有异常应及
时处理。
严格按照操作规程进行 操作，不得违规操作或
擅自改变工艺参数。
注意保持工作场所整洁， 避免因杂乱而引发意外
事故。
操作演练与考核
演练一
太阳能电池组件的生产流程操 作，包括材料准备、加工、组
对电池组件进行环境适应性测试， 包括耐候性、耐腐蚀性等，以确 保其在各种环境条件下能够稳定
运行。
05
安全与环保注意事项
安全生产规范
遵守操作规程
确保所有操作符合工艺规程和安全标准，避免因 误操作导致安全事故。
穿戴防护用品
在生产过程中，员工应穿戴适当的防护用品，如 安全帽、防护眼镜、手套等，以降低受伤风险。
太阳能电池制造知识培训
O2是作用： 加快CF4与硅片边缘PN结的反应速率
2010.3.1生产技术部
4.太阳电池制造过程-去磷硅玻璃
用HF酸把表面的磷硅玻璃去除
P型半导体硅
P型硅
N型硅
磷硅玻璃
2010.3.1生产技术部
什么是磷硅玻璃？
在扩散过程中发生如下反应： 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。 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。 氢氟酸是无色透明的液体，具有较弱的酸性、易挥发性和很强的腐蚀性。但氢氟酸具有一个很重要的特性是它能够溶解二氧化硅，因此不能装在玻璃瓶中。 在半导体生产的清洗和腐蚀工艺中，主要就利用氢氟酸的这一特性来除去硅片表面的二氧化硅层。
太阳能电池
1.太阳电池(Solar Cell) 可將光能直接转换为直流电能，但不储存能量。 2.无需燃料、无废弃物与污染、无转动组件与噪音。 3.太阳电池寿命长久，可达二十年以上 。 4.外型尺寸可随意变化，应用广泛(小至消費性产品-- 如计算机，大至发电厂)。 5.发电量大小随光照強度而变。 6.可与建筑物结合(BIPV)。
测试主要参数
2010.3.1生产技术部
F.F.(Fill Factor) = (Vmp x Imp / Voc x Isc) x 100% η (Efficiency) = (Vmp x Imp / Pin) x 100% Pin = Iradiance (W/m2 or mW/cm2) x Area of solar cell (m2 or cm2) Rs : Series resistance measured around Voc (mOhm) Rsh : Shunt resistance measured around Isc (Ohm)
太阳能电池工艺培训资料
太阳能电池工艺培训资料
等离子体刻蚀反应
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基团或离子。
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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，并在表面上发生化学反 应。
生产过程中，CF4中掺入O2，这样有利于提 高Si和SiO2的刻蚀速率。
太阳能电池工艺培训资料
扩散
太阳电池制造的核心工序
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太阳能电池工艺培训资料
PN结——太阳电池的心脏
扩散的目的：形成PN结
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太阳能电池工艺培训资料
太阳电池磷扩散方法
１．三氯氧磷（POCl3）液态源扩散 ２．喷涂磷酸水溶液后链式扩散 ３．丝网印刷磷浆料后链式扩散
本公司目前采用的是第一种方法。
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太阳能电池工艺培训资料
安全事项
使用和维护本设备时必须严格遵守操作 规程和安全规则，因为： 本设备的工艺气体为SiH4和NH3，二者均有 毒，且SiH4易燃易爆。 本设备运行时会产生微波辐射，每次维护后 和停机一段时间再开机前都要检测微波是否 泄漏。
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太阳能电池工艺培训资料
在扩散过程中发生如下反应：
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：
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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。
太阳能电池工艺培训资料
磷硅玻璃的去除
氢氟酸能够溶解二氧化硅是因为氢氟酸能与二 氧化硅作用生成易挥发的四氟化硅气体。
太阳能电池工艺培训资料
等离子体刻蚀反应
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太阳能电池工艺流程培训
太阳能电池工艺流程培训摘要本文档旨在介绍太阳能电池工艺流程以及培训相关内容。
首先，介绍太阳能电池的基本原理和分类。
然后，详细介绍太阳能电池的制作工艺流程，包括硅片制备、光刻、沉积、腐蚀、染料敏化、电极制备、封装等环节。
最后，提供了太阳能电池工艺流程培训的内容和方法。
1. 太阳能电池的基本原理和分类太阳能电池（Solar Cell）是一种能够将太阳光转化为电能的器件。
其基本原理是利用半导体的光电效应，将光能转化为电能。
常见的太阳能电池有硅太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池等。
2. 太阳能电池的制作工艺流程太阳能电池的制作工艺流程主要包括硅片制备、光刻、沉积、腐蚀、染料敏化、电极制备和封装等环节。
2.1 硅片制备硅片是太阳能电池的基材，通常采用单晶硅或多晶硅制备。
制备过程中需要对硅片进行切割、抛光和清洗等处理。
2.2 光刻光刻是一种通过光敏感剂和光掩膜的协作，将图案转移到硅片上的工艺。
光刻主要包括涂胶、暴光和显影等步骤。
2.3 沉积太阳能电池中的某些层需要通过沉积工艺来形成，例如沉积透明导电膜，常用的沉积方法有物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）等。
2.4 腐蚀腐蚀是一种将硅片表面部分层次去除的工艺，常用于形成表面纳米结构，提高光的吸收能力。
2.5 染料敏化染料敏化太阳能电池利用染料分子吸收可见光谱范围内的光子，并将其转化为电子。
染料敏化工艺主要包括染料涂敷、电解质注入、电解质封装等步骤。
2.6 电极制备电极制备包括阳极和阴极的制备，阳极常采用透明导电膜，阴极常采用金属材料。
电极的制备需要使用光刻、蒸镀等工艺。
2.7 封装封装是保护太阳能电池并提供电气连接的过程。
太阳能电池封装通常包括背板、密封材料和玻璃等部件的组装。
3. 太阳能电池工艺流程培训为了提高太阳能电池生产工艺的质量和效率，必须进行相应的培训。
下面是太阳能电池工艺流程培训的主要内容和方法。
3.1 内容太阳能电池工艺流程培训的内容包括：•太阳能电池的基本原理和分类•太阳能电池制作工艺流程的详细介绍•工艺中的关键环节和控制点•工艺中的常见问题和解决方法•工艺中的安全注意事项3.2 方法太阳能电池工艺流程培训的方法可以包括：•课堂讲授：通过教师的讲解，向培训对象介绍太阳能电池的基本原理和制作工艺流程。
精选太阳电池生产中的工艺控制培训资料
redge
RSH
IL
ID
RS
Reff = RSHredge/(RSH + redge)
因此，在生产过程中，等离子体刻蚀的功率大小和刻蚀时间长短的选取是一种折衷考虑。较高能量的离子轰击对边缘区域造成的损伤会对边缘区域所收集到的载流子有一定程度的减少，因而会导致短路电流稍微降低。其最大后果是会使器件的理想因子“n”增加，因为在结区（耗尽区）造成的损伤会使得结区复合增加，从而表现在理想因子的增加。
2 铝浆的印刷
利用丝网印刷到硅片背面的铝浆的厚度控制是非常重要的。如果太薄，所有铝浆均会在后续的烧结过程中（温度高于577C）与硅形成熔融区域而被消耗，而该合金区域无论从横向电导率还是从可焊性方面均不适合于作为背面金属接触。相反，如果太厚，一方面浪费浆料；同时还会导致其不能在进高温区之前充分干燥，或许更坏的情形是不能将其中的所有有机物全部赶出从而不能将整个铝浆层转变为金属铝。
丝网版的设计对厚度控制非常重要。丝网密度和网线直径对浆料穿过丝网的难易程度有直接影响。作为决定印刷图案的模版是通过涂在网版上下两面的乳胶层来实现的。单层乳胶的厚度可以从1微米到超过30微米，更厚的要求通常是利用多层乳胶制备的。因此，影响所印铝浆的厚度的因素包括：丝网密度、网线直径、乳胶层厚度、印刷头压力、印刷速度以及浆料的黏性。
介质膜的种类及制备方法有多种，比如真空加热沉积、化学气相沉积、丝网印刷、溅射、电子束蒸发、离心甩胶甚至喷镀等等。考虑到介质膜的质量及生产成本，最常用的减反介质膜是氮化硅和二氧化钛，前者主要采用化学气相沉积，而后者主要采用喷镀、化学气相沉积和丝网印刷。
太阳能电池工艺培训资料
电池片制备
1 2 3
电池片制备流程
电池片的制备主要包括硅片的表面处理、电极 制备、前后表面的光学处理和测试等步骤。
电池片制备关键控制点
在电池片制备过程中，需要控制好硅片表面处 理的质量、电极的制备方法和掺杂浓度等关键 因素。
电池片制备的目的
电池片制备的目的是为了在硅片上制备出高质 量的电极和良好的掺杂浓度，以满足后续电池 组件封装工艺的要求。
太阳能电池工艺培训资料
目录
• 太阳能电池概述 • 太阳能电池材料 • 太阳能电池生产工艺 • 太阳能电池性能测试 • 太阳能电池市场现状与发展趋势 • 环境保护与安全生产
01
太阳能电池概述
太阳能电池的原理
光电效应
太阳能电池利用光照射在半导体材料上，引起电子从束缚状 态进入自由状态，从而产生电流的物理现象。
04
太阳能电池性能测试
光电性能测试
测试目的
验证太阳能电池的光电转换效率，评估其在标准测试条件下 的性能表现。
测试方法
采用权威机构的测试标准，在标准测试条件下对太阳能电池 进行光电性能测试，包括光电流、电压、填充因子、转换效 率等参数的测量。
耐候性能测试
测试目的
评估太阳能电池在不同环境条件下的性能稳定性，包括耐候性能、耐腐蚀性 能等。
1 2
市场规模
我国太阳能电池市场规模不断扩大，2021年达 到了约1.2万亿元。
区域分布
我国太阳能电池主要集中在西部地区和东部沿 海地区。
3
技术类型
我国太阳能电池以晶体硅太阳能电池为主，同 时薄膜太阳能电池也在不断发展。
太阳能电池发展趋势与挑战
发展趋势
未来太阳能电池技术将不断升级，成本 不断降低，市场规模将持续扩大。
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员工培训资料2008年09月04日初订目录第一章太阳能概况 (2)第二章太阳能电池的发明和未来前景 (3)1．太阳能电池发明 (3)2．太阳能电池前景 (4)第三章太阳能光伏技术 (5)1．光伏效应 (5)2．光伏电池分类 (5)3．晶体硅生产一般工艺流程 (5)第四章硅太阳能电池的工作原理及其结构 (12)第五章太阳能电池基本参数 (16)1．标准测试条件 (16)2．太阳电池等效电路 (16)3．伏安(I-V)特性曲线 (17)4．开路电压 (18)5．短路电流 (18)6．最大功率点 (18)7．最佳工作电压 (18)8．最佳工作电流 (18)9．转换效率 (18)10．填充因子(曲线因子) (19)12．电压温度系数 (19)第一章太阳能概况太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能，广义地说，太阳能包含以上各种可再生能源。
太阳能作为可再生能源的一种，则是指太阳能的直接转化和利用。
通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利用的属于太阳能热利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电，也属于这一技术领域；通过转换装置把太阳辐射能转换成电能利用的属于太阳能光发电技术，光电转换装置通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换的，因此又称太阳能光伏技术。
二十世纪50年代，太阳能利用领域出现了两项重大技术突破：一是1954年美国贝尔实验室研制出6％的实用型单晶硅电池，二是1955年以色列Tabor提出选择性吸收表面概念和理论并研制成功选择性太阳吸收涂层。
这两项技术突破为太阳能利用进入现代发展时期奠定了技术基础。
70年代以来，鉴于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，世界上许多国家掀起了开发利用太阳能和可再生能源的热潮。
1973年，美国制定了政府级的阳光发电计划，1980年又正式将光伏发电列入公共电力规划，累计投入达8亿多美元。
1992年，美国政府颁布了新的光伏发电计划，制定了宏伟的发展目标。
日本在70年代制定了“阳光计划”，1993年将“月光计划”（节能计划）、“环境计划”、“阳光计划”合并成“新阳光计划”。
德国等欧共体国家及一些发展中国家也纷纷制定了相应的发展计划。
90年代以来联合国召开了一系列有各国领导人参加的高峰会议，讨论和制定世界太阳能战略规划、国际太阳能公约，设立国际太阳能基金等，推动全球太阳能和可再生能源的开发利用。
开发利用太阳能和可再生能源成为国际社会的一大主题和共同行动，成为各国制定可持续发展战略的重要内容。
二十多年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展，成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。
第二章太阳能电池的发明和未来前景1．太阳能电池发明1839年法国物理学家A·E·贝克勒尔意外的发现，两片金属进入溶液构成的伏打电池，受到阳光照射时会产生额外的伏打电势，他把这种现象称为光生伏打效应。
1883年，有人在半导体硒和金属接触处发现了固体光伏效应。
后来就把能够产生光生伏打效应的器件称为光伏器件。
由于半导体PN结器件在阳光下光电转换效率最高，所以通常把这类光伏器件称为太阳能电池，也称太阳电池和光电池。
2．太阳能电池前景电池行业是２１世纪的朝阳行业，发展前景十分广阔。
在电池行业中，最没有污染、市场空间最大的应该是太阳能电池，太阳能电池的研究与开发越来越受到世界各国的广泛重视。
目前，技术最成熟，并具有商业价值的太阳电池要算硅太阳电池。
70年代初，世界石油危机促进了新能源的开发，开始将太阳电池转向地面应用，技术不断进步，光电转换效率提高，成本大幅度下降。
时至今日，光电转换已展示出广阔的应用前景。
太阳能电池近年也被人们用于生产、生活的许多领域。
从1974年世界上第一架太阳能电池飞机在美国首次试飞成功以来，激起人们对太阳能飞机研究的热潮，太阳能飞机从此飞速地发展起来，只用了六七年时间太阳能飞机从飞行几分钟，航程几公里发展到飞越英吉利海峡。
现在，最先进的太阳能飞机，飞行高度可达2万多米，航程超过4000公里。
另外，太阳能汽车也发展很快。
在建造太阳能电池发电站上，许多国家也取得了较大进展。
1985年，美国阿尔康公司研制的太阳能电池发电站，用108个太阳板，256个光电池模块，年发电能力300万度。
德国1990年建造的小型太阳能电站，光电转换率可达30％多，适于为家庭和团体供电。
1992年美国加州公用局又开始研制一种“革命性的太阳能发电装置”，预计可供加州1／3的用电量。
用太阳能电池发电确实是一种诱人的方式，据专家测算，如果能把撒哈拉沙漠太阳辐射能的1％收集起来，足够全世界的所有能源消耗。
在生产和生活中，太阳能电池已在一些国家得到了广泛应用，在远离输电线路的地方，使用太阳能电池给电器供电是节约能源降低成本的好办法。
芬兰制成了一种用太阳能电池供电的彩色电视机，太阳能电池板就装在住家的房顶上，还配有蓄电池，保证电视机的连续供电，既节省了电能又安全可靠。
日本则侧重把太阳能电池应用于汽车的自动换气装置、空调设备等民用工业。
我国的一些电视差转台也已用太阳能电池为电源，投资省，使用方便，很受欢迎。
当前，太阳能电池的开发应用已逐步走向商业化、产业化；小功率小面积的太阳能电池在一些国家已大批量生产，并得到广泛应用；同时人们正在开发光电转换率高、成本低的太阳能电池；可以预见，太阳能电池很有可能成为替代煤和石油的重要能源之一，在人们的生产、生活中占有越来越重要的位置。
第三章 太阳能光伏技术1．光伏效应是指当半导体受到光照射时，半导体内部就会产生电流或电动势的现象。
当电池表面受到光照射时，在电池内部产生的光生电子-空穴对，扩散到P-N 结并受结电场影响而分开，电子移向N 区，空穴移向P 区，这样在P 区和N 区时间产生了光生电动势，当外路连接起来时就有电流通过。
2．光伏电池分类目前市场太阳能电池分类：晶体硅光池和非晶硅光电池晶体硅光电池有单晶硅和多晶硅（包括微晶）电池两大类非晶体硅光电池有铜铟硒光电池、硫化镉光电池、砷化镓光电池、磷化铟光电池和纳米晶太阳能电池。
3．晶体硅生产一般工艺流程图（1-1）一般工艺流程1去除硅片表面的机械损伤层。
2对硅片的表面进行凹凸面(金字塔绒面）处理,增加光在太阳电池片表面的折射次数,利于太阳电池片对光的吸收,以达到电池片对太阳能价值的最大利用率。
3清除表面硅酸钠、氧化物、油污以及金属离子杂质。
化学清理原理：HF 去除硅片表面氧化层： HCl 去除硅片表面金属杂质：盐酸具有酸和络合剂的双重作用，氯离子能与溶解片子表面可能沾污的杂质，铝、镁等活泼金属及其它氧化物。
但不能溶解铜、银、金等不活泼的金属以及二氧化硅等难溶物质。
安全提示：NaOH 、HCl 、HF 都是强腐蚀性的化学药品，其固体颗粒、溶液、蒸汽会伤害到人的皮肤、眼睛、呼吸道，所以操作人员要按照规定穿戴防护服、防护面具、防护眼镜、长袖胶皮手套。
一旦有化学试剂伤害了员工的身体，马上用纯水冲洗30分钟，送医院就医。
⑵ 制绒制绒的目的：减少光的反射率，提高短路电流（Isc ），最终提高电池的光电转换效率。
制绒的原理利用低浓度碱溶液对晶体硅在不同晶体取向上具有不同腐蚀速率的各向异性腐蚀特性，在硅片表面腐蚀形成角锥体密布的表面形貌 ，就称为表面织构化。
角锥体四面全是由〈111〉面包围形成。
反应为：Si+2NaOH+H2O →Na2SiO3 +2H2 ↑图（1-2）制绒后绒面显微图 图（1-3）绒面结构可降低反射率 影响绒面的因素：图表 11. NaOH 浓度2. 无水乙醇或异丙醇浓度3. 制绒槽内硅酸钠的累计量4. 制绒腐蚀的温度5. 制绒腐蚀时间的长短6. 槽体密封程度、乙醇或异丙醇的挥发程度通常反射率为30% 反射率可降至[]O H 2SiF H HF 6SiO2622+→+⑶扩散扩散的目的：在p 型晶体硅上进行N 型扩散，形成PN 结，它是半导体器件工作的“心脏”；扩散方法：１．三氯氧磷（POCl3）液态源扩散２．喷涂磷酸水溶液后链式扩散３．丝网印刷磷浆料后链式扩散本公司采用第一种方法POCl3磷扩散原理：1．POCl3在高温下（>600℃）分解生成五氯化磷（PCl5）和五氧化二磷（P2O5），其反应式如下： 2．生成的P2O5在扩散温度下与硅反应，生成二氧化硅（SiO2）和磷原子，其反应式如下： 3由上面反应式可以看出，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，破坏硅片的表面状态。
但在有外来O 2存在的情况下，PCl5会进一步分解成P2O5并放出氯气（Cl 2）。
4．生成的P2O5又进一步与硅作用，生成SiO2和磷原子，由此可见，在磷扩散时，为了促使POCl3充分的分解和避免PCl5对硅片表面的腐蚀作用，必须在通氮气的同时通入一定流量的氧气 。
5．在有氧气的存在时，POCl3热分解的反应式为： 4POCL 3+5O 2→2P 2O 5+6CL 26．POCl3分解产生的P2O5淀积在硅片表面，P2O5与硅反应生成SiO2和磷原子，并在硅片表面形成一层含P2O5的SIO2（磷硅玻璃），然后磷原子再向硅中进行扩散 。
影响扩散的因素：１．管内气体中杂质源浓度的大小决定着硅片N 型区域磷浓度的大小。
2。
表面的杂质源达到一定程度时，将对N 型区域的磷浓度改变影响不大。
3．扩散温度和扩散时间对扩散结深影响较大。
4．N 型区域磷浓度和扩散结深共同决定着方块电阻的大小。
↓+=+4P 5SiO 5Si O 2P 2525253O P 3PCl C 6005POCl +−−−→−︒>安全操作：所有的石英器具都必须轻拿轻放。
源瓶更换的标准操作过程。
依次关闭进气阀门、出气阀门，拔出连接管道，更换源瓶，连接管道，打开出气阀门、进气阀门。
⑷周边刻蚀周边刻腐目的：1．去除硅片周边的n 层，防止短路。
2．工艺方法有等离子刻蚀和激光划边。
3．我们采用等离子刻蚀机把周边n 层刻蚀掉。
刻蚀方法：等离子刻蚀和湿法刻蚀。
本公司采用等离子刻蚀。
等离子体刻蚀原理：等离子体刻蚀是采用高频辉光放电反应，使反应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行反应，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 。
1．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基团或离子。
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，并在表面上发生化学反应。
3．生产过程中，CF4中掺入O2，这样有利于提高Si 和SiO2的刻蚀速率。
刻蚀影响因素：刻蚀时间和射频功率⑸去磷硅玻璃去磷硅玻璃目的：扩散工艺会在在硅片表面形成一层含有磷元素的SiO2，称之为磷硅玻璃（PSG ）。