1、目录一、光伏产品的应用 11.1、什么是光伏？ .11.2、光伏发电的应用 .1二、光伏产业链的介绍 52.1、光伏产业链 .5三、产业链各环节介绍 63.1、硅片 .63.1.1、硅片规格 83.1.2、单晶硅片与多晶硅片的外观区别 .83.1.3、生产方法 83.1.4、清洗硅料 83.1.5、装料 93.1.6、铸锭 103.1.7、破锭 103.1.8、多线切割 113.1.9、硅片清洗 123.1.10、包装 123.1.11、硅片性能参数 133.2、电池 .143.2.1、晶体硅太阳电池区别 143.2.2、晶体硅太阳电池结构 143.2.3、太阳电池工作原理 153.2.4、晶
2、体硅太阳电池的生产工艺流程 .153.2.5、晶体化学表面处理（清洗制绒） .163.2.6、多晶硅片的酸腐蚀清洗 173.2.7、磷扩散 183.2.8、背面及周边刻蚀 203.2.9、PECVD 镀氮化硅(SiN)薄膜 .213.2.10、丝网印刷与烧结 243.2.11、晶体硅太阳电池的电流 电压特性 .253.2.12、太阳电池的性能参数 263.3、组件 .273.3.1、组件线 273.3.2、组件结构 273.3.3、材料 晶体硅太阳电池 .283.3.4、材料 EVA 283.3.5、材料 TPT .293.3.6、材料 钢化玻璃 .293.3.7、材料 铝型材边框 .293.
3、3.8、材料 涂锡铜带 .303.3.9、工艺流程 303.3.10、工艺 划片 .303.3.11、工艺 电池测试 .303.3.12、工艺 正面焊接 .313.3.13、工艺 背面串接 .323.3.14、工艺 敷设 .323.3.15、工艺 玻璃清洗 .333.3.16、工艺 材料切割 .333.3.17、工艺 中间测试 .343.3.18、工艺 层压 .343.3.19、工艺 修边 .353.3.20、工艺 装框 .353.3.21、工艺 焊接接线盒 .363.3.22、工艺 组件测试 .37一、光伏产品的应用1.1、什么是光伏？1839 年，法国的 Becqueral 第一次发现，光
4、照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差，这种现象后来被称为“光生伏特效应”，简称“光伏效应”1954 年，贝尔实验室 Chapin 等人开发出效率为 6%的单晶硅太阳电池，现代硅太阳电池时代从此开始1.2、光伏发电的应用神舟五号飞船上的太阳能帆板空间站上的天阳能帆板太阳能汽车太阳能飞行器光伏发电站通过光伏供电的通讯基站太阳能电池充电器太阳能路灯二、光伏产业链的介绍2.1、光伏产业链多晶硅料 多晶硅片 太阳电池 光伏组件 光伏系统三、产业链各环节介绍3.1、硅片生产多晶硅片的工艺流程多晶硅料（棒状、块状、粒状）多晶硅硅锭多晶硅硅片单晶硅硅棒单晶硅硅片3.1.1、硅片规格目前晶体硅太阳电池硅片分
5、为单晶硅硅片和多晶硅硅片，单晶硅硅片主要是125mm125mm，多晶硅硅片主要是 125mm125mm 或 156mm156mm3.1.2、单晶硅片与多晶硅片的外观区别多晶硅硅片相对于单晶硅硅片，有明显的多晶特性，表面有一个个晶粒形状，而单晶硅硅片表面颜色均匀一致，单晶硅硅片因为实用硅棒的原因，四角有圆形大倒角，而多晶硅硅片一般采用小倒角3.1.3、生产方法单晶硅硅棒提拉法区熔法多晶硅硅锭浇铸法热交换法及布里曼法电磁铸锭法3.1.4、清洗硅料除去硅料表面的石英，金属离子等先使用碱液去除石英等，再使用酸混合液酸洗，再用等离子水冲洗浸泡至中性，最后烘干分类存放设备、工具模：硅料清洗机、硅料花篮、温
6、度计、PH 测量计、电阻率测量仪、量杯、电子称、防护服等材料：硅料、NaOH 、 HF、HCL、去离子水硅料清洗机3.1.5、装料装料前需对坩埚进行坩埚涂喷、坩埚烧结处理，在坩埚内表面形成均匀厚度的氮化硅为避免硅料与坩埚接触污染硅锭装料时按照坩埚底大块硅料、上面细硅料的原则，硅料缝隙间用细小硅料填充坩埚涂喷烧结设备、工具模、材料：坩埚喷涂站、坩埚烧结炉、恒温箱、红外测温枪、防护服、电动吸等;石英坩埚、氮化硅粉、纯水、压缩空气装料设备、工具模、材料：硅锭运转车、石墨护板、防护服、电子称、工业吸尘器;石英坩埚、硅料、硼母合金3.1.6、铸锭在上面工艺流程中的熔化、定向生长、冷却凝固、硅锭出炉都是在
7、铸锭炉内完成生成完整的多晶硅锭我公司使用的铸锭炉原理方法是上面介绍的热交换法及布里曼法设备、工具模：定向凝固炉(DSS) 、装卸料电瓶车、工业吸尘器、耐高温手套、硅锭转运车等材料：真空油脂、氩气、压缩空气铸锭炉3.1.7、破锭将硅锭切割成一定尺寸的硅块，去除硅锭四周边皮料，再对硅块四角轮流进行倒角，最后去头尾边皮料、头尾料中含有较高的碳、氧、金属杂质等，严重影响硅片性能设备、工具模：多线切割剖锭机、倒角机、数控金刚石带锯床、防护服、吊车材料：粘接剂、钢线、砂浆、金刚石带锯多线切割剖锭机3.1.8、多线切割将处理好的硅块进行粘接、切割，切割成设定厚度的硅片目前硅片厚度一般为180um 和 200
8、um 粘接时，对硅块粘接面、金属模板、玻璃进行清洗，使用粘接剂粘接在一起设备、工具模：超声波清洗机、多线切割机、电瓶堆垛车、吹风机、铲刀、电子称等材料：硅块、粘接剂、卷纸、酒精、钢线、砂浆等多线切割机3.1.9、硅片清洗在硅片清洗前，对切割后的硅片进行预清理，将硅片从模板下清洗下来硅片清洗使用清洁剂、醋酸、纯水清洗，去除粘接剂和各种表面杂质，得到清洁的硅片设备、工具模、材料：硅片预清洗设备、硅片清洗机、清洗剂、醋酸、纯水多晶硅片、硅片盒等3.1.10、包装使用硅片检测设备对硅片进行测试、分选，测试出每片硅片的性能参数，根据性能分类测试数据包括厚度、电阻率、少子寿命等相同分类的硅片包装在一起硅片
9、检测设备3.1.11、硅片性能参数型号（掺 B 的 P 型与掺 P 的 N 型）电阻率少数载流子寿命硅片边长对角线长度倒角厚底总厚度变化3.2、电池3.2.1、晶体硅太阳电池区别两者最大差别在于硅片，多晶硅片是许多硅晶粒的集合体单晶硅太阳电池 多晶硅太阳电池3.2.2、晶体硅太阳电池结构正面和背面的金属电极用来收集光激发的自由电子和空穴，对外输出电流；减反射薄膜的作用是减小入射太阳光的反射率；pn 结的作用是将光激发的自由电子输送给 n 型硅，将自由空穴输送给 p 型硅3.2.3、太阳电池工作原理当太阳光照射到太阳电池表面时，由于光生伏特效应，太阳电池的正面电极和背面电极之间产生电压，用金属导
10、线接上电灯、电器等负载，可为这些负载提供电流3.2.4、晶体硅太阳电池的生产工艺流程3.2.5、晶体化学表面处理（清洗制绒）在硅片的切割生产过程中会形成厚度达 10 微米左右的损伤层，且可能引入一些金属杂质和油污如果损伤层去除不足，残余缺陷在后续的高温处理过程中向硅片深处继续延伸，会影响到太阳电池的性能清洗目的:清洗硅片表面的机械损伤层清除表面油污和金属杂质形成起伏不平的绒面，减小太阳光的反射单晶硅片的清洗采用碱液腐蚀的技术，碱液与硅反应生成可溶于水的化合物同时在表面形成金字塔状的绒面结构多晶硅片的清洗则采用酸液腐蚀的技术，酸液与硅反应生成可溶于水的化合物，同时形成的绒面结构是不规则的半球形或
11、者蚯蚓状的“凹陷”由于绒面结构的存在，入射光经绒面第一次反射后，反射光并非直接射入到空气中，而是遇到邻近绒面，经过临近绒面的二次反射甚至第三次反射后，才射入到空气中，这样对入射光线就有了多次利用，从而减小了反射率表面没有绒面结构的硅片对入射光的反射率大于 30%，有绒面结构的硅片对入射光的反射率减小到了 12%左右3.2.6、多晶硅片的酸腐蚀清洗通常应用的硅的酸腐蚀液包含氧化剂(如 HNO3)和络和剂( 如 HF)两部分一方面通过 HNO3 与硅的氧化作用在硅的表面生成 SiO2 另一方面通过 HF 对 SiO2的络合作用生成可溶性的络合物除 HCl 外， HF、HNO3、KOH 都是强酸腐蚀
12、性的化学药品，其中 HF 腐蚀最为强烈，他们的固体颗粒、溶液，蒸汽会伤害到人的皮肤、眼睛、呼吸道多晶硅片清洗设备3.2.7、磷扩散磷扩散的目的：制备太阳电池的核心 pn 结吸出硅片内部的部分金属杂质磷扩散的方法：三氯氧磷（POCl3）液态源扩散（常用，效率高、pn 结均匀、平整和扩散层表面良好）喷涂磷酸水溶液后链式扩散丝网印刷磷浆料后链式扩散三氯氧磷液态源扩散原理三氯氧磷介绍：三氯氧磷是目前磷扩散用得较多的一种杂质源，为无色透明液体并具有刺激性气味，纯度不高为红黄色；比重为 1.67，熔点 2，沸点 107，在潮湿空气中发烟；很容易挥发或水解，升温下与水接触会反应释放出腐蚀有毒易燃气体管式扩散
13、炉3.2.8、背面及周边刻蚀扩散后的硅片除了表面的一层 n 型硅外，在背面以及周边都有 n 型硅薄层，而晶体硅太阳电池实际只需要表面的 n 型硅，因此需去除背面以及周边的 n 型硅薄层背面及周边刻蚀的目的：去除硅片背面和周边的 pn 结去除表面的磷硅玻璃（PSG）磷硅玻璃是扩散过程中的反应产物，是一层含磷原子的二氧化硅背面及周边刻蚀的方法：酸液腐蚀（湿法刻蚀）等离子体刻蚀（干法刻蚀）背面及周边刻蚀原理：硝酸/亚硝酸将硅氧化成二氧化硅（主要是亚硝酸将硅氧化）；二氧化硅和氢氟酸反应（快反应），生成四氟化硅和水（快反应），四氟化硅又和水化合成氟硅酸进入溶液；硫酸不参与反应，仅仅是增加氢离子浓度，加快
14、反应，增加溶液黏度(增大溶液与 PSG 薄层间的界面张力)和溶液密度湿法刻蚀设备3.2.9、PECVD 镀氮化硅(SiN)薄膜 PECVD 镀氮化硅的目的：氮化硅薄膜作为减反射膜可减小入射光的反射在氮化硅薄膜的沉淀过程中，反应产物氢原子进入到氮化硅薄膜内以及硅片内，起到了钝化缺陷的作用太阳电池表面的深蓝色 SiN 薄膜SiN 薄膜的物理性质和化学性质：结构致密硬度大能抵御金属离子的侵蚀介电强度高耐湿性好耐一般的酸碱，除 HF 和热 H3PO4SiN 薄膜的优点：优良的表面钝化效果高效的光学减反射性能(厚度和折射率匹配)低温工艺(有效降低成本)含氢 SiNx:H 可以对 mc-Si 提供体钝化入
15、射光在 SiN 薄膜表面发生一次反射，在 SiN 薄膜和硅片界面发生的二次反射，通过适当选取 SiN 薄膜的厚度和折射率，可以使一次反射光和二次反射光相抵消，从而减小了反射沉淀 SiN 减反射膜后，硅片表面对入射光的平均反射率可进一步减小到 5%左右PECVD 镀膜设备3.2.10、丝网印刷与烧结丝网印刷的目的：印刷背面电极浆料，银铝浆，并烘干印刷背面场浆料，铝浆，并烘干印刷正面电极浆料，银奖，并烘干烧结的目的：燃尽浆料的有机组分，使浆料和硅片形成良好金属的电极正面电极 背面电极丝网印刷设备烧结炉3.2.11、晶体硅太阳电池的电流 电压特性将太阳电池接上负载在光照条件下，改变负载的电阻，太阳电
16、池的输出电压 V、输出电流 I 和输出功率 P 将随之变化记录下 V、I 、P 的变化情况，并将数据绘成曲线，将得到上图的曲线，称为太阳电池的电流 电压特性3.2.12、太阳电池的性能参数短路电流 Isc：负载的电阻为零时，太阳电池的输出电流开路电压 Voc：负载电阻无穷大时，太阳电池的输出电压最大功率点 Pm：太阳电池的最大输出功率最大功率点电流 Im：输出功率最大时，太阳电池的输出电流最大功率点电压 Vm：输出功率最大时，太阳电池的输出电压转换效率 ：太阳电池的最大输出功率 Pm 与入射光功率的比值填充因子 FF：太阳电池的最大输出功率 Pm 与短路电流 Isc、开路电压 Voc 乘积的比
17、值串联电阻 Rs：由体电阻、表面电阻、电极导体电阻、电极与硅表面的接触电阻组成并联电阻 Rsh：为旁漏电阻，他是由硅片的边缘不清洁或硅片表面缺陷引起3.3、组件产品实图3.3.1、组件线组件线又叫封装线，封装是太阳能电池生产中的关键步骤，没有良好的封装工艺，多好的电池也生产不出好的组件板电池的封装不仅可以使电池的寿命得到保证，而且还增强了电池的抗击强度产品的高质量和高寿命是赢得客户满意的关键，所以组件版的封装质量非常重要组件作为晶体硅太阳能行业的最终产品，应用于光伏系统发电，即直接面向客户其质量最为关键目前，优良的组件产品拥有 25 年的质量保证，即十年内功率衰减减小小于等于 10%，二十五年内功率减小少于等于 20%3.3.2、组件结构
