光伏產業(yè)鏈流程及工藝設備

1、e光伏產業(yè)鏈流程及工藝設備硅砂電弧法，用碳還原工業(yè)硅剖錠、切片制H2，HCl合成。即合成熱氫化，精餾還原和尾氣處理電池組件多晶硅棒硅棒處理多晶硅錠單晶硅棒多晶硅爐鑄錠單晶硅爐拉棒多晶硅片單晶硅片單晶硅電池多晶硅電池清洗、制備絨面、磷擴散、周邊刻蝕、制作電極、制作減反射膜、燒結、測試分檔切方、滾磨、切片系統(tǒng)集成與應用擴散爐、等離子體刻蝕機、清洗/制絨機、石英管清洗機、低溫烘干爐、PECVD、快速燒結爐、絲網印刷機和自動檢測分檔設備剖錠機、多線切割機、清洗設備、檢測設備坩堝噴涂線、坩堝燒結線及清洗裝置、鑄錠爐電解制氫裝置、氯化氫合成爐、三氯氫硅合成爐/精餾塔/還原爐、四氯化硅氫化爐、冷凍機組等蓄電

2、池，充電器，控制器，轉換器，記錄儀，逆變器，監(jiān)視器，支架系統(tǒng)，追蹤系統(tǒng)，太陽電纜等單晶爐切方/割機、滾磨機、鋸床玻璃清洗設備、結線/焊接設備，層壓設備等太陽能電池芯片的制造采用的工藝方法與半導體器件基本相同，生產的工藝設備也基本相同，但工藝加工精度低于集成電路芯片的制造要求晶體硅太陽能電池的制造工藝流程：（1）切片：采用多線切割，將硅棒切割成正方形的硅片。（2）清洗：用常規(guī)的硅片清洗方法清洗，然后用酸（或堿）溶液將硅片表面切割損傷層除去3050um。（3）制備絨面：用堿溶液對硅片進行各向異性腐蝕在硅片表面制備絨面。（4）磷擴散：采用涂布源（或液態(tài)源，或固態(tài)氮化磷片狀源）進行擴散，制成PN結，結

3、深一般為0.30.5um。（5）周邊刻蝕：擴散時在硅片周邊表面形成的擴散層，會使電池上下電極短路，用掩蔽濕法腐蝕或等離子干法腐蝕去除周邊擴散層。（6）去除背面PN結。常用濕法腐蝕或磨片法除去背面PN結。（7）制作上下電極：用真空蒸鍍、化學鍍鎳或鋁漿印刷燒結等工藝。先制作下電極，然后制作上電極。鋁漿印刷是大量采用的工藝方法。（8）制作減反射膜：為了減少入反射損失，要在硅片表面上覆蓋一層減反射膜。制作減反射膜的材料有MgF2 ，SiO2 ，Al2O3 ，SiO ，Si3N4 ，TiO2 ，Ta2O5等。工藝方法可用真空鍍膜法、離子鍍膜法，濺射法、印刷法、PECVD法或噴涂法等。（9）燒結：將電池芯

4、片燒結于鎳或銅的底板上。（10）測試分檔：按規(guī)定參數(shù)規(guī)范，測試分類。太陽能電池組件生產工藝1、電池檢測2、正面焊接檢驗3、背面串接檢驗4、敷設（玻璃清洗、材料切割、玻璃預處理、敷設）5、層壓6、去毛邊（去邊、清洗）7、裝邊框（涂膠、裝角鍵、沖孔、裝框、擦洗余膠）8、焊接接線盒9、高壓測試10、組件測試外觀檢驗11、包裝入庫太陽能光伏生產設備：（1）硅棒硅塊硅錠生產設備：全套生產線，鑄錠爐，坩堝，生長爐，其他相關設備；（2）硅片晶圓生產設備： 全套生產線，切割設備，清洗設備，檢測設備，其他相關設備；（3）電池生產設備： 全套生產線，蝕刻設備，清洗設備，擴散爐，覆膜設備/沉積爐， 絲網印刷機， 其

5、他爐設備，測試儀和分選機，其他相關設備；（4）電池板、組件生產設備：全套生產線，測試設備，玻璃清洗設備，結線/焊接設備，層壓設備等；（5）薄膜電池版生產設備：非晶硅電池，銅銦鎵二硒電池CIS/CIGS, 鎘碲薄膜電池CdTe, 染料敏化 電池DSSC生產技術及研究設備； 光伏電池：光伏電池生產商，電池組件生產商，電池組件安裝商； 光伏相關零部件：蓄電池，充電器，控制器，轉換器，記錄儀，逆變器，監(jiān)視器，支架系統(tǒng)， 追蹤系統(tǒng)，太陽電纜等； 光伏原材料：硅料，硅錠/硅塊，硅片，封裝玻璃，封裝薄膜，其他原料； 太陽能光電應用產品：太陽能路燈、草坪燈、庭院燈、航標燈、信號燈、交通警示燈等各類太陽能燈具、

6、太陽能電子產品； 光伏工程及系統(tǒng)：光伏系統(tǒng)集成，太陽能空氣調節(jié)系統(tǒng)，農村光伏發(fā)電系統(tǒng)、 太陽能檢測及控制系統(tǒng)、太陽能取暖系統(tǒng)工程、太陽能光伏工程程序控制和工程管理及軟件編制系統(tǒng)； 太陽能熱利用產品：太陽能外墻、太陽能集熱器技術和系統(tǒng)及其它太陽能熱利用產品。1、硅片切割，材料準備：工業(yè)制作硅電池所用的單晶硅材料，一般采用坩鍋直拉法制的太陽級單晶硅棒，原始的形狀為圓柱形，然后切割成方形硅片（或多晶方形硅片），硅片的邊長一般為1015cm，厚度約200350um，電阻率約1.cm的p型（摻硼）。2、去除損傷層：硅片在切割過程會產生大量的表面缺陷，這就會產生兩個問題，首先表面的質量較差，另外這些表面缺

7、陷會在電池制造過程中導致碎片增多。因此要將切割損傷層去除，一般采用堿或酸腐蝕，腐蝕的厚度約10um。3、制絨：制絨，就是把相對光滑的原材料硅片的表面通過酸或堿腐蝕，使其凸凹不平，變得粗糙，形成漫反射，減少直射到硅片表面的太陽能的損失。對于單晶硅來說一般采用NaOH加醇的方法腐蝕，利用單晶硅的各向異性腐蝕，在表面形成無數(shù)的金字塔結構，堿液的溫度約80度，濃度約12%，腐蝕時間約15分鐘。對于多晶來說，一般采用酸法腐蝕。4、擴散制結：擴散的目的在于形成PN結。普遍采用磷做n型摻雜。由于固態(tài)擴散需要很高的溫度，因此在擴散前硅片表面的潔凈非常重要，要求硅片在制絨后要進行清洗，即用酸來中和硅片表面的堿殘

8、留和金屬雜質。5、邊緣刻蝕、清洗：擴散過程中，在硅片的周邊表面也形成了擴散層。周邊擴散層使電池的上下電極形成短路環(huán)，必須將它除去。周邊上存在任何微小的局部短路都會使電池并聯(lián)電阻下降，以至成為廢品。目前，工業(yè)化生產用等離子干法腐蝕，在輝光放電條件下通過氟和氧交替對硅作用，去除含有擴散層的周邊。擴散后清洗的目的是去除擴散過程中形成的磷硅玻璃。6、沉積減反射層：沉積減反射層的目的在于減少表面反射，增加折射率。廣泛使用PECVD淀積SiN ,由于PECVD淀積SiN時,不光是生長SiN作為減反射膜,同時生成了大量的原子氫,這些氫原子能對多晶硅片具有表面鈍化和體鈍化的雙重作用,可用于大批量生產。7、絲網

9、印刷上下電極：電極的制備是太陽電池制備過程中一個至關重要的步驟，它不僅決定了發(fā)射區(qū)的結構，而且也決定了電池的串聯(lián)電阻和電池表面被金屬覆蓋的面積。，最早采用真空蒸鍍或化學電鍍技術，而現(xiàn)在普遍采用絲網印刷法，即通過特殊的印刷機和模版將銀漿鋁漿（銀鋁漿）印刷在太陽電池的正背面，以形成正負電極引線。8、共燒形成金屬接觸：晶體硅太陽電池要通過三次印刷金屬漿料，傳統(tǒng)工藝要用二次燒結才能形成良好的帶有金屬電極歐姆接觸，共燒工藝只需一次燒結，同時形成上下電極的歐姆接觸。在太陽電池絲網印刷電極制作中，通常采用鏈式燒結爐進行快速燒結。9、電池片測試：完成的電池片經過測試分檔進行歸類。太陽能電池組件生產工藝1、電池

10、檢測2、正面焊接檢驗3、背面串接檢驗4、敷設（玻璃清洗、材料切割、玻璃預處理、敷設）5、層壓6、去毛邊（去邊、清洗）7、裝邊框（涂膠、裝角鍵、沖孔、裝框、擦洗余膠）8、焊接接線盒9、高壓測試10、組件測試外觀檢驗11、包裝入庫；1、電池測試：由于電池片制作條件的隨機性，生產出來的電池性能不盡相同，所以為了有效的將性能一致或相近的電池組合在一起，所以應根據(jù)其性能參數(shù)進行分類；電池測試即通過測試電池的輸出參數(shù)（電流和電壓）的大小對其進行分類。以提高電池的利用率，做出質量合格的電池組件。2、 正面焊接：是將匯流帶焊接到電池正面（負極）的主柵線上，匯流帶為鍍錫的銅帶，我們使用的焊接機可以將焊帶以多點的

11、形式點焊在主柵線上。焊接用的熱源為一個紅外燈（利用紅外線的熱效應）。焊帶的長度約為電池邊長的2倍。多出的焊帶在背面焊接時與后面的電池片的背面電極相連。(我們公司采用的是手工焊接)3、背面串接：背面焊接是將36片電池串接在一起形成一個組件串，我們目前采用的工藝是手動的，電池的定位主要靠一個膜具板，上面有36個放置電池片的凹槽，槽的大小和電池的大小相對應，槽的位置已經設計好，不同規(guī)格的組件使用不同的模板，操作者使用電烙鐵和焊錫絲將“前面電池”的正面電極（負極）焊接到“后面電池”的背面電極（正極）上，這樣依次將36片串接在一起并在組件串的正負極焊接出引線。4、層壓敷設：背面串接好且經過檢驗合格后，將

12、組件串、玻璃和切割好的EVA 、玻璃纖維、背板按照一定的層次敷設好，準備層壓。玻璃事先涂一層試劑（primer）以增加玻璃和EVA的粘接強度。敷設時保證電池串與玻璃等材料的相對位置，調整好電池間的距離，為層壓打好基礎。（敷設層次：由下向上：玻璃、EVA、電池、EVA、玻璃纖維、背板）。5、組件層壓：將敷設好的電池放入層壓機內，通過抽真空將組件內的空氣抽出，然后加熱使EVA熔化將電池、玻璃和背板粘接在一起；最后冷卻取出組件。層壓工藝是組件生產的關鍵一步，層壓溫度層壓時間根據(jù)EVA的性質決定。我們使用快速固化EVA時，層壓循環(huán)時間約為25分鐘。固化溫度為150。6、修邊：層壓時EVA熔化后由于壓力

13、而向外延伸固化形成毛邊，所以層壓完畢應將其切除。7、 裝框：類似與給玻璃裝一個鏡框；給玻璃組件裝鋁框，增加組件的強度，進一步的密封電池組件，延長電池的使用壽命。邊框和玻璃組件的縫隙用硅酮樹脂填充。各邊框間用角鍵連接。8、焊接接線盒：在組件背面引線處焊接一個盒子，以利于電池與其他設備或電池間的連接。9、高壓測試：高壓測試是指在組件邊框和電極引線間施加一定的電壓，測試組件的耐壓性和絕緣強度，以保證組件在惡劣的自然條件（雷擊等）下不被損壞。10、組件測試：測試的目的是對電池的輸出功率進行標定，測試其輸出特性，確定組件的質量等級。通常的晶體硅太陽能電池是在厚度350450m的高質量硅片上制成的，這種硅

14、片從提拉或澆鑄的硅錠上鋸割而成。上述方法實際消耗的硅材料更多。為了節(jié)省材料，目前制備多晶硅薄膜電池多采用化學氣相沉積法，包括低壓化學氣相沉積（LPCVD）和等離子增強化學氣相沉積（PECVD）工藝。此外，液相外延法（LPPE）和濺射沉積法也可用來制備多晶硅薄膜電池。 化學氣相沉積主要是以SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4或SiH4,為反應氣體,在一定的保護氣氛下反應生成硅原子并沉積在加熱的襯底上，襯底材料一般選用Si、SiO2、Si3N4等。但研究發(fā)現(xiàn)，在非硅襯底上很難形成較大的晶粒，并且容易在晶粒間形成空隙。解決這一問題辦法是先用 LPCVD在襯底上沉積一層較薄的非晶硅層，再將這層非晶

15、硅層退火，得到較大的晶粒，然后再在這層籽晶上沉積厚的多晶硅薄膜，因此，再結晶技術無疑是很重要的一個環(huán)節(jié)，目前采用的技術主要有固相結晶法和中區(qū)熔再結晶法。多晶硅薄膜電池除采用了再結晶工藝外，另外采用了幾乎所有制備單晶硅太陽能電池的技術，這樣制得的太陽能電池轉換效率明顯提高。25MW太陽能電池工藝流程清單北京七星華創(chuàng)電子股份有限公司供稿國產設備已具備整線裝備能力目前我國已基本具備太陽能電池設備整線供給能力。經多次技術換代及升級，國產的太陽能電池及組件生產線關鍵生產設備如硅片清洗機、8英寸擴散爐、等離子刻蝕機、PSG祛除機、低溫烘干爐、高溫燒結爐等相繼在國內大生產線上替代了進口設備，并取得了廣泛的應用。隨著技術的革新與實際應用后的改進，目前國產太陽能電池設備總體的技術狀況是：雖然已基本具備整線裝備能力，但自動化水平較低；部分設備尚需實現(xiàn)突破。在濕法腐蝕和清洗設備方面，全自動制絨清洗設備、全自動PSG祛除設備，國內已經能夠制造，并接近國際水平，初步具備參與國際競爭的條件；8英寸擴散爐的制造已和國際中等