非晶硅薄膜太阳能电池及制造工艺

预热
a-Si沉积(PIN) 冷却 分类包装
a-Si切割 成品测试
非晶硅太阳能电池制造工艺
下图是以美国EPV公司技术为代表的内联式双结非晶硅电 池内部结构示意图:
图2,内联式双结非晶硅电池内部结构示意图
非晶硅太阳能电池制造工艺
它的生产制造工艺流程为:
SnO2导电玻璃
SnO2膜切割
清洗
预热
a-Si沉积(PIN/PIN)
③卷绕柔性衬底制造技术(衬底:不锈钢,聚酰亚胺)
该技术主要以美国Uni-Solar公司为代表
非晶硅薄膜太阳能电池结构,制造技术简介
所谓"单室,多片玻璃衬底制造技术"就是指在一个真空 室内,完成P,I,N三层非晶硅的沉积方法.作为工业生产的设 备,重点考虑生产效率问题,因此,工业生产用的"单室,多片
内联式非晶硅电池生产工艺过程
⑽ 绿激光刻铝
(掩膜蒸发镀铝,没有该工序)
对于蒸发镀铝,以及磁控镀铝要根据预定的线宽以及与a-Si切割 线的线间距,用绿激光(波长532nm)将铝膜刻划成相互独立的部分,
目的是将整个铝膜分成若干个单体电池的背电极,进而实现整板若干
个电池的内部串联. 激光刻划时铝膜朝下
本世纪初我国天津津能公司,泰国曼谷太阳公司(BangKok Solar Corp),泰国光伏公司(Thai Photovoltaic Ltd),分别 引进美国EPV技术生产线,非晶硅沉积也是1个真空室,真空室可 装1个集成夹具,集成夹具可装48片基片,即生产线一批次沉积 1×48=48片基片,每片基片面积635mm×1250mm. 国内有许多国产化设备的生产厂家,每条生产线非晶硅沉积 有只用1个真空室,真空室可装2个沉积夹具,或3个沉积夹具,或 4个沉积夹具;也有每条生产线非晶硅沉积有2个真空室或3个真空 室,而每个真空室可装2个沉积夹具,或3个沉积夹具. 总之目前国内主要非晶硅电池生产线不管是进口还是国产均 主要是用单室,多片玻璃衬底制造技术,下面就该技术的生产制 造工艺作简单介绍.
性,可靠性差.
非晶硅电池封装工艺
⑵ 电池/EVA/PET(或TPT) 适用:一般太阳能应用产品,如应急灯,户用发电系统 等 制造工艺流程: 电池芯板(或芯板切割→边缘处理)→焊涂锡带→检测 →EVA/PET层压→检测→装边框(边框四周注电子硅胶)→ 装接线盒(或装插头)→连接线夹→检测→包装 该方法制造的组件特点:防水性,防腐性,可靠性好, 成本高.
非晶硅电池封装工艺
3,组件封装
⑴ 电池/PVC膜
适用:一般太阳能应用产品,如应急灯,要求不高的小型户用电源 (几十瓦以下)等
制造工艺流程:
电池芯板(或芯板切割→边缘处理)→贴PVC膜→焊线→焊点保护 →检测→装边框(电池四周加套防震橡胶)→装插座→检测→包装
该方法制造的组件特点:制造工艺简单,成本低,但防水性,防腐
非晶硅电池封装工艺
1,电池/UV光固胶
适用:电池芯板储存 制造工艺流程: 电池芯板→覆涂UV胶→紫外光固→分类储存
非晶硅电池封装工艺
2,电池/PVC膜 适用:小型太阳能应用产品,且应用产品上有对太阳 能电池板进行密封保护,如风帽,收音机,草坪灯,庭院 灯,工艺品,水泵,充电器,小型电源等 制造工艺流程: 电池芯板→贴PVC膜→切割→边缘处理→焊线→焊点保 护→检测→包装 (注:边缘处理目的是防止短路,边缘处理的方法有 化学腐蚀法,激光刻划法等)
非晶硅电池封装工艺
⑶ 电池/EVA/普通玻璃
适用:发电系统等 制造工艺流程: 电池芯板→电池四周喷砂或激光处理(10mm)→超声焊接→检测→
层压(电池/EVA/经钻孔的普通玻璃)→装边框(或不装框)→装接线盒
→连接线夹→检测→包装 该方法制造的组件特点:防水性,防腐性,可靠性好,成本高.
非晶硅电池封装工艺
基片,即生产线一批次沉积6×1×4=24片基片,每片基片面积 305mm×915mm.
1990年美国APS公司生产线非晶硅沉积用1个真空室,该沉积
室可装1个集成夹具,该集成夹具可装48片基片,即生产线一批次 沉积1×48=48片基片,每片基片面积760mm×1520mm.
非晶硅薄膜太阳能电池结构,制造技术简介
激光刻划时a-Si膜朝下 刻划要求: 线宽(光斑直经)<100um 与SnO2刻划线的线距<100um 直线度 线速>500mm/S
内联式非晶硅电池生产工艺过程
⑼ 镀铝
镀铝的目的是形成电池的背电极,它既是各单体电池的负极,又是 各子电池串联的导电通道,它还能反射透过a-Si膜层的部分光线,以增 加太阳能电池对光的吸收. 镀铝有2种方法: 一是蒸发镀铝:工艺简单,设备投入小,运行成本低,但膜层均匀性 差,牢固度不好,掩膜效果难保证,操作多耗人工,仅适用小面积镀铝. 二是磁控溅射镀铝:膜层均匀性好,牢固,质量保证,适应小面积镀 铝,更适应大面积镀铝,但设备投资大,运行成本稍高. 每节电池铝膜分隔有2种方法: 一是掩膜法:仅适用于小面积蒸发镀铝 二是绿激光刻划法:既适用于磁控溅射镀铝,也适用于蒸发镀铝.
内联式非晶硅电池生产工艺过程
⑺ 冷却
a-Si完成沉积后,将基片装载夹具取出,放入冷却室慢速降 温.
内联式非晶硅电池生产工艺过程
⑻ 绿激光刻划a-Si膜 根据生产预定的线宽以及与SnO2切割线的线间距,用绿激 光(波长532nm)将a-Si膜刻划穿,目的是让背电极(金属铝)
通过与前电极(SnO2导电膜)相联接,实现整板由若干个单体 电池内部串联而成.
膜牢固,平整,玻璃4个角,8个棱磨光(目的是减少玻璃应
力以及防止操作人员受伤)
内联式非晶硅电池生产工艺过程
⑵ 红激光刻划SnO2膜
根据生产线预定的线距,用红激光(波长1064nm)将 SnO2导电膜刻划成相互独立的部分,目的是将整板分为若干 块,作为若干个单体电池的电极. 激光刻划时SnO2导电膜朝上(也可朝下)
刻划要求:
线宽(光斑直经)<100um 与a-Si刻划线的线距<100um
直线度
线速>500mm/S
内联式非晶硅电池生产工艺过程
⑾ IV测试:
通过上述各道工序,非晶硅电池芯板已形成,需进行IV测试,
以获得电池板的各个性能参数,通过对各参数的分析,来判断莫 道工序是否出现问题,便于提高电池的质量.
内联式非晶硅电池生产工艺过程
⑿ 热老化:
将经IV测试合格的电池芯板置于热老化炉内,进行110℃/12h
热老化,热老化的目的是使铝膜与非晶硅层结合得更加紧密,减小
串联电阻,消除由于工作温度高所引起的电性能热衰减现象.
三,非晶硅电池封装工艺
薄膜非晶硅电池的封装方法多种多样,如何选择,是要根 据其使用的区域,场合和具体要求而确定.不同的封装方法, 其封装材料,制造工艺是不同的,相应的制造成本和售价也不 同.下面介绍目前几种封装方法:
玻璃衬底制造技术"的非晶硅沉积,其配置可以由X个真空室组
成(X为≥1的正整数),每个真空室可以放Y个沉积夹具(Y为 ≥1的正整数),例如:
非晶硅薄膜太阳能电池结构,制造技术简介
1986年哈尔滨哈克公司,1988年深圳宇康公司从美国
Chronar公司引进的内联式非晶硅太阳能电池生产线中非晶硅沉积
用6个真空室,每个真空室装1个分立夹具,每1个分立夹具装4片
谢谢!
让世界共享太阳的光芒
�
⑹ a-Si沉积
基本预热后将其转移入PECVD沉积炉,进行PIN(或PIN/PIN) 沉积.
根据生产工艺要求控制:沉积炉真空度,沉积温度,各种工
作气体流量,沉积压力,沉积时间,射频电源放电功率等工艺参
数,确保非晶硅薄膜沉积质量.
内联式非晶硅电池生产工艺过程
沉积P,I,N层的工作气体 P层:硅烷(SiH4),硼烷(B2H6),甲烷(CH4),高 纯氩(Ar),高纯氢(H2) I层:硅烷(SiH4),高纯氢(H2) N层:硅烷(SiH4),磷烷(PH3),高纯氩(Ar),高 纯氢(H2) 各种工作气体配比 有两种方法: 第一种:P型混合气体,N型混合气体由国内专业特种气 体厂家配制提供. 第二种:PECVD系统在线根据工艺要求调节各种气体流量 配制.
⑷ 钢化玻璃/EVA/电池/EVA/普通玻璃
适用:光伏发电站等
制造工艺流程: 电池芯板→电池四周喷砂或激光处理(10mm)→超声焊 接→检测→层压(钢化玻璃/EVA/电池/EVA/经钻孔的普通玻 璃)→装边框(或不装框)→装接线盒→连接线夹→检测→
包装
该方法制造的组件特点:稳定性和可靠性好,具有抗冰 雹,抗台风,抗水汽渗入,耐腐蚀,不漏电等优点,但造价 高.
二,非晶硅太阳能电池制造工艺
1,内部结构及生产制造工艺流程
下图是以美国Chronar公司技术为代表的内联式单结非 晶硅电池内部结构示意图:
图1,内联式单结非晶硅电池内部结构示意图
非晶硅太阳能电池制造工艺
生产制造工艺流程:
SnO2导电玻璃 老化 测试2
SnO2膜切割 测试1 UV保护层
清洗 掩膜镀铝 封装
测试1 老化
Al切割 测试2
溅射镀铝 封装 成品测试
a-Si切割 分类包装
冷却
内联式非晶硅电池生产工艺过程
2,内联式非晶硅电池生产工艺过程介绍:
⑴ SnO2透明导电玻璃(或AZO透明导电玻璃)
规格尺寸:305 mm×915 mm×3 mm,635 mm×1245 mm×3 等
要求: 方块电阻:6～8Ω/□,8～10Ω/□,10～12Ω/□, 12～14Ω/□,14～16Ω/□等 透过率:≥80%
非晶硅薄膜太阳能电池及制造工艺
郑泽文 2008年11月
内容提纲
一,非晶硅薄膜太阳能电池结构,制造技术简介
二,非晶硅太阳能电池制造工艺
三,非晶硅电池封装工艺
一,非晶硅薄膜太阳能电池结构,制造技术简介
1,电池结构 分为:单结,双结,三结 2,制造技术 三种类型: ①单室,多片玻璃衬底制造技术 该技术主要以美国Chronar,APS,EPV公司为代表 ②多室,双片(或多片)玻璃衬底制造技 该技术主要以日本KANEKA公司为代表
装4片305 mm×915 mm×3 mm的基片,每批次(炉)产出
6×4=24片 对于美国EPV技术,每个沉积夹具装48片635 mm×1245 mm×3 mm的基片,即每批次(炉)产出1×48=48片
内联式非晶硅电池生产工艺过程
⑸ 基片预热
将SnO2导电玻璃装入夹具后推入烘炉进行预热.
内联式非晶硅电池生产工艺过程
线距:单结电池一般是10mm或5mm,双结电池一般20mm
刻线要求ຫໍສະໝຸດ Baidu 绝缘电阻≥2MΩ
线宽(光斑直经)<100um
线速>500mm/S
内联式非晶硅电池生产工艺过程
⑶ 清洗
将刻划好的SnO2导电玻璃进行自动清洗,确保SnO2导电 膜的洁净.
内联式非晶硅电池生产工艺过程
⑷ 装基片 将清洗洁净的SnO2透明导电玻璃装入"沉积夹具" 基片数量:对于美国Chronar公司技术,每个沉积夹具