太阳能光伏技术讲解
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HIT电池
LOGO
晶硅电池新技术
刻槽埋栅电池
MWT（金属缠绕式）电池
EWT（发射极穿孔卷绕）电池
四、硅系太阳能电池组件的制造工艺介绍
晶硅太阳能电池组件工艺流程
Cell
LOGO
Tin-coated copper ①电池片 来料检验 ②单焊 ③串焊 ④ 玻璃清洗 ⑤叠层
⑩包装
⑨ I-V 测试
⑧ 清洗
⑦ 装框打胶
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
后清洗设备
LOGO
扩散后清洗的目的在于洗去扩散时形成的磷硅玻璃，即SiO2和 P2O5 的混合物，所以扩散后清洗机又叫做去磷硅玻璃清洗机。
26
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
刻蚀设备
LOGO
刻蚀的目的在于把硅片的边缘PN结断开，防止短路。
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
PECVD设备
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
扩散设备
LOGO
扩散的目的在于形成PN结。硅片含硼，是P型结物质，需要往里面掺杂磷， 使电子发生移动，形成PN结空穴。所使用的介质有POCL3，N2，O2。动力源有 压缩空气，氮气，工艺冷却水，热排风和有机排风。因为扩散炉内的石英管需 要清洗，所以需要增加LOGO
烧结的目的是把电极烧结在PN结上。高温烧结可以使电极穿透氮化硅膜， 形成合金。所用设备有美国DESPACH等
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
测试设备
LOGO
把光电转化效率不同的电池片分门别类
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
LOGO
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
LOGO
PECVD的目的在于镀氮化硅薄膜，增加折射率，同时掺杂H元素， 使缺陷减少，还可以保护硅片。所用设备有德国的ROTH&RAW平板式 PECVD设备，还有CENTROTHERMO的管式PECVD设备。
管式
平板式
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
丝网印刷设备
LOGO
丝网印刷的目的在于印刷导电电极。先印背面，再印正面。目前国内大多数 厂家使用设备是意大利的BACCINI印刷线
硅棒检测 切段
单晶硅切片主要工艺流程
切方 滚圆 研磨
多晶硅切片主要工艺流程
硅锭检测 破锭
多线切割
预清洗
超声波清洗
硅片检测分选
去头尾
倒角
研磨
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
硅棒（锭）切（开）方设备 多线切割设备
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
硅片预清洗设备 硅片精洗/干燥设备
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
五、光伏发电系统介绍
独立发电系统：未与公共电网连接的太阳能光伏发电系统
LOGO
并网发电系统：与公共电网连接的太阳能光伏发电系统
五、光伏发电系统介绍
光伏发电系统的组成： 单晶硅太阳能组件方阵 -- 提供光伏发电 光伏阵列汇流箱 -- 提供电流汇流 并网逆变器 -- 提供交直流转换 交流配电 -- 提供升压并网
Purify
高纯硅
99.999 999 999％
提纯方法
• • • • • • • 三氯氢硅氢还原法（ SiHCl3，改良西门子法） 硅烷法（SiH4） 四氯化硅氢还原法 （SiCl4 ） 二氯二氢硅还原法 （SiH2Cl2 ） 冶金法 锌还原法、钠还原法 从粗硅到高纯硅，价格涨幅近100倍
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
一、光伏产业发展的前景
十二五光伏发展规划
到2015年底，太阳能发电总容量1000万千瓦， 其中大型光伏并网电站容量600万千瓦， 并网光热容量100万千瓦， 分布式光伏发电与离网式容量300万千瓦 年发电量150亿千瓦时，减排标煤500万吨 重点在中东部地区开展用户侧分布式光伏发电建 设，在青海、甘肃、新疆等太阳能资源丰富的地区 建设一批“万千瓦级”大型太阳能电站。
硅片检测分选设备
LOGO
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
电池片制造工艺
晶硅太阳能电池片制造工艺
LOGO
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
清洗制绒设备
LOGO
扩散前清洗的目的在于制绒，就是把相对光滑的原材料硅片的表面通 过强酸和强碱腐蚀，使其凸凹不平，变得粗糙，形成漫反射，减少直射到 硅片表面的太阳能的损失。
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
晶硅电池产业链
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
多晶硅的提纯
焦炭 石英砂 粗硅
• 石英砂为二氧化硅，中国储量丰富 • 冶炼过程简单，技术难度低，国内大量生产 • 粗硅纯度为95－99％,可用于合金掺杂，如变压器上的矽钢片
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
多晶硅的提纯
粗硅
98％
全球光伏产品类型比重
一、光伏产业发展的前景
Data Resource: 赵玉文 <我国太阳能光伏产业及市场的发展趋势及思考>
一、光伏产业发展的前景
年份 比例
2010 1:9
2020 2:8
2030 3:7
2040 4:6
2050 5:5
2100 8:2
2004年欧洲JRC预测本世纪内常规能源及新能源发展趋势
一、光伏产业发展的前景
国内并网光伏发电的政策
《可再生能源法》推动了太阳能的应用 利用财政补贴政策进行分布式光伏建设 《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办 法》 2009年； 金太阳示范工程 利用电价政策支持大型太阳能电站建设 特许权招标确定开发人与电价 临时电价政策，1.15元/kwh, 1元/kwh
太阳能光伏技术概述
西安航天技工学校
主要内容
一、光伏产业发展的前景 二、太阳能电池的分类 三、硅系太阳能电池片的制造工艺介绍
四、硅系太阳能电池组件的制造工艺介绍
五、光伏发电系统介绍
一、光伏产业发展的前景
晶 硅电池仍占主导地位， 其中多晶硅比例最高。 薄膜电池比重逐年攀升， 2010年基本持平占11.9%， 其中CdTe电池市场份额最 多。
1MWp, 世博中心
6.572MWp, 上海虹桥枢纽
上海崇明1MWp
五、光伏发电系统介绍
泰国5KWp 太阳能充电电站
LOGO
韩国1.5MWp
德国-物流仓库屋顶5MWp
美国1MWp
LOGO
光伏发电系统主要设备
电池组件
逆变器
汇流箱
升压器
五、光伏发电系统介绍
目 前 正 在 运 行 中 的 光 伏 电 站 上海临港1.2 MW光 伏电站
LOGO
五、光伏发电系统介绍
LOGO
承建单位：上海航天机电股份有限公司
五、光伏发电系统介绍
光伏建筑一体化（BIPV）工程
LOGO
1MWp, 上海太阳能工程技术研究中心
二、太阳能电池的分类
单晶硅太阳能电池 结晶硅系 硅半导体 非晶质
多晶硅太阳能电池
非晶硅薄膜太阳能电池
III-V族化合物(GaAs)太阳能电池 太阳能电池 化合物半导体 II-VI族化合物(CdS/CdTe)太阳能电池 三元(I-III-VI)化合物(CuInSe2)太阳能电池 色素增感太阳能电池 有机半导体 有机薄膜太阳能电池
神舟硅业厂房
CVD炉
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
拉晶、铸锭工艺
多晶硅的铸锭与单晶硅棒的拉直：
粉末状的多晶硅被生产出来之后需要经过铸锭炉或单晶炉 进行重新熔融，通过对加热温度、冷却时间等参数的控制 制成所需要的多晶硅锭和单晶硅棒；
1.单晶硅棒——直拉法
2.多晶硅锭——铸造法
注：硅的熔点是1420℃
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
硅棒（锭）
单晶硅棒
直拉法
多晶融化
单晶生长
单晶硅棒
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
单晶炉及拉制好的单晶硅棒
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
多晶硅锭(铸造法)
多晶融化
冷却凝固
切方
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
铸锭多晶炉及多晶硅锭
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
切割工艺
⑥层压
四、硅系太阳能电池组件的制造工艺介绍
LOGO
四、硅系太阳能电池组件的制造工艺介绍
EVA膜与焊带裁剪设备
LOGO
四、硅系太阳能电池组件的制造工艺介绍
电池片串焊输送线
LOGO
四、硅系太阳能电池组件的制造工艺介绍
电池片叠层输送线
LOGO
四、硅系太阳能电池组件的制造工艺介绍
电池片玻璃板进料设备
LOGO
四、硅系太阳能电池组件的制造工艺介绍
电池片层压设备
LOGO
太阳能电池组件生产之核 心设备
四、硅系太阳能电池组件的制造工艺介绍
电池组件测试设备
LOGO
四、硅系太阳能电池组件的制造工艺介绍
LOGO
五、光伏发电系统介绍
光伏并网系统工作原理：
LOGO
在太阳光的辐照下，电池组件发生光电效应产生直流电，所发直流电经过汇流箱连接 到各自所属逆变器转变为三相交流电，然后在专属的太阳能交流配电柜内汇流再统一 并入电网。
LOGO
晶硅电池新技术
刻槽埋栅电池
MWT（金属缠绕式）电池
EWT（发射极穿孔卷绕）电池
四、硅系太阳能电池组件的制造工艺介绍
晶硅太阳能电池组件工艺流程
Cell
LOGO
Tin-coated copper ①电池片 来料检验 ②单焊 ③串焊 ④ 玻璃清洗 ⑤叠层
⑩包装
⑨ I-V 测试
⑧ 清洗
⑦ 装框打胶
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
后清洗设备
LOGO
扩散后清洗的目的在于洗去扩散时形成的磷硅玻璃，即SiO2和 P2O5 的混合物，所以扩散后清洗机又叫做去磷硅玻璃清洗机。
26
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
刻蚀设备
LOGO
刻蚀的目的在于把硅片的边缘PN结断开，防止短路。
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
PECVD设备
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
扩散设备
LOGO
扩散的目的在于形成PN结。硅片含硼，是P型结物质，需要往里面掺杂磷， 使电子发生移动，形成PN结空穴。所使用的介质有POCL3，N2，O2。动力源有 压缩空气，氮气，工艺冷却水，热排风和有机排风。因为扩散炉内的石英管需 要清洗，所以需要增加LOGO
烧结的目的是把电极烧结在PN结上。高温烧结可以使电极穿透氮化硅膜， 形成合金。所用设备有美国DESPACH等
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
测试设备
LOGO
把光电转化效率不同的电池片分门别类
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
LOGO
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
LOGO
PECVD的目的在于镀氮化硅薄膜，增加折射率，同时掺杂H元素， 使缺陷减少，还可以保护硅片。所用设备有德国的ROTH&RAW平板式 PECVD设备，还有CENTROTHERMO的管式PECVD设备。
管式
平板式
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
丝网印刷设备
LOGO
丝网印刷的目的在于印刷导电电极。先印背面，再印正面。目前国内大多数 厂家使用设备是意大利的BACCINI印刷线
硅棒检测 切段
单晶硅切片主要工艺流程
切方 滚圆 研磨
多晶硅切片主要工艺流程
硅锭检测 破锭
多线切割
预清洗
超声波清洗
硅片检测分选
去头尾
倒角
研磨
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
硅棒（锭）切（开）方设备 多线切割设备
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
硅片预清洗设备 硅片精洗/干燥设备
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
五、光伏发电系统介绍
独立发电系统：未与公共电网连接的太阳能光伏发电系统
LOGO
并网发电系统：与公共电网连接的太阳能光伏发电系统
五、光伏发电系统介绍
光伏发电系统的组成： 单晶硅太阳能组件方阵 -- 提供光伏发电 光伏阵列汇流箱 -- 提供电流汇流 并网逆变器 -- 提供交直流转换 交流配电 -- 提供升压并网
Purify
高纯硅
99.999 999 999％
提纯方法
• • • • • • • 三氯氢硅氢还原法（ SiHCl3，改良西门子法） 硅烷法（SiH4） 四氯化硅氢还原法 （SiCl4 ） 二氯二氢硅还原法 （SiH2Cl2 ） 冶金法 锌还原法、钠还原法 从粗硅到高纯硅，价格涨幅近100倍
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
一、光伏产业发展的前景
十二五光伏发展规划
到2015年底，太阳能发电总容量1000万千瓦， 其中大型光伏并网电站容量600万千瓦， 并网光热容量100万千瓦， 分布式光伏发电与离网式容量300万千瓦 年发电量150亿千瓦时，减排标煤500万吨 重点在中东部地区开展用户侧分布式光伏发电建 设，在青海、甘肃、新疆等太阳能资源丰富的地区 建设一批“万千瓦级”大型太阳能电站。
硅片检测分选设备
LOGO
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
电池片制造工艺
晶硅太阳能电池片制造工艺
LOGO
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
清洗制绒设备
LOGO
扩散前清洗的目的在于制绒，就是把相对光滑的原材料硅片的表面通 过强酸和强碱腐蚀，使其凸凹不平，变得粗糙，形成漫反射，减少直射到 硅片表面的太阳能的损失。
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
晶硅电池产业链
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
多晶硅的提纯
焦炭 石英砂 粗硅
• 石英砂为二氧化硅，中国储量丰富 • 冶炼过程简单，技术难度低，国内大量生产 • 粗硅纯度为95－99％,可用于合金掺杂，如变压器上的矽钢片
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
多晶硅的提纯
粗硅
98％
全球光伏产品类型比重
一、光伏产业发展的前景
Data Resource: 赵玉文 <我国太阳能光伏产业及市场的发展趋势及思考>
一、光伏产业发展的前景
年份 比例
2010 1:9
2020 2:8
2030 3:7
2040 4:6
2050 5:5
2100 8:2
2004年欧洲JRC预测本世纪内常规能源及新能源发展趋势
一、光伏产业发展的前景
国内并网光伏发电的政策
《可再生能源法》推动了太阳能的应用 利用财政补贴政策进行分布式光伏建设 《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办 法》 2009年； 金太阳示范工程 利用电价政策支持大型太阳能电站建设 特许权招标确定开发人与电价 临时电价政策，1.15元/kwh, 1元/kwh
太阳能光伏技术概述
西安航天技工学校
主要内容
一、光伏产业发展的前景 二、太阳能电池的分类 三、硅系太阳能电池片的制造工艺介绍
四、硅系太阳能电池组件的制造工艺介绍
五、光伏发电系统介绍
一、光伏产业发展的前景
晶 硅电池仍占主导地位， 其中多晶硅比例最高。 薄膜电池比重逐年攀升， 2010年基本持平占11.9%， 其中CdTe电池市场份额最 多。
1MWp, 世博中心
6.572MWp, 上海虹桥枢纽
上海崇明1MWp
五、光伏发电系统介绍
泰国5KWp 太阳能充电电站
LOGO
韩国1.5MWp
德国-物流仓库屋顶5MWp
美国1MWp
LOGO
光伏发电系统主要设备
电池组件
逆变器
汇流箱
升压器
五、光伏发电系统介绍
目 前 正 在 运 行 中 的 光 伏 电 站 上海临港1.2 MW光 伏电站
LOGO
五、光伏发电系统介绍
LOGO
承建单位：上海航天机电股份有限公司
五、光伏发电系统介绍
光伏建筑一体化（BIPV）工程
LOGO
1MWp, 上海太阳能工程技术研究中心
二、太阳能电池的分类
单晶硅太阳能电池 结晶硅系 硅半导体 非晶质
多晶硅太阳能电池
非晶硅薄膜太阳能电池
III-V族化合物(GaAs)太阳能电池 太阳能电池 化合物半导体 II-VI族化合物(CdS/CdTe)太阳能电池 三元(I-III-VI)化合物(CuInSe2)太阳能电池 色素增感太阳能电池 有机半导体 有机薄膜太阳能电池
神舟硅业厂房
CVD炉
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
拉晶、铸锭工艺
多晶硅的铸锭与单晶硅棒的拉直：
粉末状的多晶硅被生产出来之后需要经过铸锭炉或单晶炉 进行重新熔融，通过对加热温度、冷却时间等参数的控制 制成所需要的多晶硅锭和单晶硅棒；
1.单晶硅棒——直拉法
2.多晶硅锭——铸造法
注：硅的熔点是1420℃
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
硅棒（锭）
单晶硅棒
直拉法
多晶融化
单晶生长
单晶硅棒
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
单晶炉及拉制好的单晶硅棒
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
多晶硅锭(铸造法)
多晶融化
冷却凝固
切方
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
铸锭多晶炉及多晶硅锭
三、硅系太阳能电池的工艺介绍
切割工艺
⑥层压
四、硅系太阳能电池组件的制造工艺介绍
LOGO
四、硅系太阳能电池组件的制造工艺介绍
EVA膜与焊带裁剪设备
LOGO
四、硅系太阳能电池组件的制造工艺介绍
电池片串焊输送线
LOGO
四、硅系太阳能电池组件的制造工艺介绍
电池片叠层输送线
LOGO
四、硅系太阳能电池组件的制造工艺介绍
电池片玻璃板进料设备
LOGO
四、硅系太阳能电池组件的制造工艺介绍
电池片层压设备
LOGO
太阳能电池组件生产之核 心设备
四、硅系太阳能电池组件的制造工艺介绍
电池组件测试设备
LOGO
四、硅系太阳能电池组件的制造工艺介绍
LOGO
五、光伏发电系统介绍
光伏并网系统工作原理：
LOGO
在太阳光的辐照下，电池组件发生光电效应产生直流电，所发直流电经过汇流箱连接 到各自所属逆变器转变为三相交流电，然后在专属的太阳能交流配电柜内汇流再统一 并入电网。