太陽(yáng)能電池組件生產(chǎn)廠房的工藝設(shè)計(jì)

1、太陽(yáng)能電池組件生產(chǎn)廠房的工藝設(shè)計(jì)一、太陽(yáng)能光伏電池發(fā)電原理在當(dāng)今能源日趨緊張、環(huán)境壓力日趨增大的情況下，可再生能源受到各國(guó)政府的H益重視，太陽(yáng)能作為一種永續(xù)利用的清潔能源，分布廣泛、取之不盡、用之不竭的綠色無(wú)污染清潔能源，是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的首選能源。它具有不消耗常規(guī)能源、無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件、壽命長(zhǎng)、維護(hù)簡(jiǎn)單、使用方便、功率大小可任意組合、無(wú)噪聲、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。其開發(fā)和利用己成為各國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。我國(guó)政府先后出臺(tái)了多項(xiàng)政策，鼓勵(lì)發(fā)展太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)。近期國(guó)家發(fā)改委己出臺(tái)可再生能源發(fā)電有關(guān)管理規(guī)定，明確太陽(yáng)能發(fā)電可向國(guó)家申報(bào)政策和資金支持。可再生能源法在2021年2月2日起正式實(shí)施。國(guó)家發(fā)改

2、委還同時(shí)發(fā)布了可再生能源發(fā)電價(jià)格和費(fèi)用分?jǐn)偣芾碓囆修k法，明確了2021年及以后建設(shè)的可再生能源發(fā)電項(xiàng)目上網(wǎng)電價(jià)及費(fèi)用分?jǐn)偣芾磙k法。國(guó)家的這些扶植政策和措施將大力促進(jìn)我國(guó)太陽(yáng)能光電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。技術(shù)上，根據(jù)半導(dǎo)體光伏效應(yīng)制成的太陽(yáng)能光伏電池，是將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的轉(zhuǎn)換器件。當(dāng)光線照射太陽(yáng)能電池表而時(shí)，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量傳遞給了硅原子，使電子發(fā)生了越遷，成為自由電子在P-N結(jié)兩側(cè)集聚形成了電位差，當(dāng)外部接通電路時(shí)，在該電壓的作用下，將會(huì)有電流流過(guò)外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。由太陽(yáng)能電池片封裝成太陽(yáng)能光伏電池組件，再按需要將一塊以上的組件組合成一定功率的太陽(yáng)能光伏電池方陣，經(jīng)與

3、儲(chǔ)能裝置、測(cè)量控制裝置及直流-交流變換裝置等相配套，即構(gòu)成太陽(yáng)能光伏電池發(fā)電系統(tǒng),也稱之為光伏發(fā)電系統(tǒng)。將多晶硅原料加工成太陽(yáng)能級(jí)硅片，可以通過(guò)多種不同的工藝途徑。直拉單晶，制成單晶棒進(jìn)行硅片切割加工；多晶硅鑄錠，進(jìn)行破錠、切片；另外，還有部分國(guó)外廠家采用片狀多晶硅以及帶狀多晶硅技術(shù)進(jìn)行硅片的生產(chǎn)。單體太陽(yáng)能電池不能直接作電池使用。作電源用必須將若干單體電池串、并聯(lián)連接并嚴(yán)密封裝成組件。以提高輸出電壓及機(jī)械強(qiáng)度。本文擬對(duì)太陽(yáng)能電池組件的生產(chǎn)工藝做一個(gè)歸納和總結(jié)。二、太陽(yáng)能電池組件生產(chǎn)工藝流程：太陽(yáng)能電池組件的生產(chǎn)需要三個(gè)主要工藝生產(chǎn)步驟：多晶硅鑄錠、切片：將太陽(yáng)能級(jí)多晶硅材料經(jīng)加熱，熔化，再凝

4、固，制成260公斤或400公斤左右的方形多晶硅硅錠，再進(jìn)行破錠、切片、清洗及檢測(cè)后得到的用于太陽(yáng)能電池生產(chǎn)的太陽(yáng)能級(jí)多晶硅片。太陽(yáng)能電池片生產(chǎn)：通過(guò)在多晶硅片上進(jìn)行制絨、清洗、結(jié)擴(kuò)散、沉積減反射膜、絲網(wǎng)印刷后得到的太陽(yáng)能電池片，用于太陽(yáng)能光伏電池組件封裝生產(chǎn)。太陽(yáng)能電池組件封裝：經(jīng)過(guò)對(duì)太陽(yáng)能電池芯片進(jìn)行分選、焊接、層壓、裝框等工序后生產(chǎn)出太陽(yáng)能電池組件，太陽(yáng)能電池組件是太陽(yáng)能光伏電池產(chǎn)業(yè)鏈的最終產(chǎn)品，是組成太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的最基本單元。各生產(chǎn)工藝流程詳述如下：（一）多晶硅鑄錠、切片1、硅料準(zhǔn)備：用溶液在硅料清洗機(jī)中把多晶硅料清洗干凈，裝入容器待用。2、堆鍋準(zhǔn)備：用噴槍把噴涂液均勻地噴涂在潔凈

5、的堆鍋壁上，干燥待用。3、鑄錠：把裝滿多晶硅料的圮鍋裝入鑄錠爐中，加熱，熔化，再凝固，制成250公斤或400公斤左右的方形多晶硅硅錠。4、切塊：把從鑄錠爐產(chǎn)出的多晶硅錠粘接在破錠線鋸工作臺(tái)的墊板上，滑輪帶動(dòng)線網(wǎng)，通過(guò)漿料研磨，把多晶硅錠切割成一定尺寸的方形硅塊。5、切片：把從破錠線鋸產(chǎn)出的方形多晶硅塊粘接在切片線鋸工作臺(tái)的墊板上，滑輪帶動(dòng)線網(wǎng)，通過(guò)漿料研磨，把方形多晶硅塊切割成一定厚度的多晶硅片。6、硅片清洗：用硅片清洗檄，把多晶硅片上的漿料等朵物清洗干凈，并裝入硅片盒內(nèi)。7、性能測(cè)試：測(cè)試硅片的壽命等特性，對(duì)其參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，確定硅片的質(zhì)量等級(jí)。（二）太陽(yáng)能電池片生產(chǎn)8、去損傷層：去除硅片表而

6、在硅片切割過(guò)程中造成的損傷層。9、硅片制絨：在晶體硅片表面形成絨面結(jié)構(gòu)，并確保表面織構(gòu)細(xì)密均勻及清潔。10、結(jié)擴(kuò)散：在硅片表明形成均勻的PN結(jié)。11、去磷硅玻璃：去除硅片表面在擴(kuò)散中形成的磷硅玻璃層。12、沉積減反射膜：用PECVD的方法，獲得有效的鈍化和致密均勻的氮化硅減反射膜。13、 絲網(wǎng)卬刷鋁背場(chǎng)及烘干：用絲網(wǎng)的方式在硅片背面卬刷上鋁電極層，并烘干。14、 絲網(wǎng)卬刷背電極及烘干：用絲網(wǎng)的方式在硅片背面卬刷上背電極帶，并烘干。15、 絲網(wǎng)印刷柵線及燒結(jié)：用絲網(wǎng)的方式在硅片表面印刷上柵線,并烘干燒結(jié)。16、 激光刻周邊：用激光的方法在硅片的邊緣刻蝕一周隔離線，以便電池P、N區(qū)隔離。（三）太陽(yáng)

7、能電池組件封裝17、 電池分選：由于電池片制作條件的隨機(jī)性，生產(chǎn)出來(lái)的電池性能不盡相同，為了有效地將性能一致或相近的電池組合在一起，應(yīng)根據(jù)其性能參數(shù)進(jìn)行分類，以提高電池的利用率。18、 電池焊接：就是把匯流帶焊接到電池正面的主柵線上，再把多片電池串接起來(lái)，并在組件串上引出正負(fù)電極。19、 層壓敷設(shè)：電池串接好且經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)后，把組件串、玻璃、切割好的EVA、玻璃纖維、背板按照一定的層次敷設(shè)好，準(zhǔn)備層壓。敷設(shè)時(shí)要保證電池串與玻璃等材料的相對(duì)位置，調(diào)整好電池的距離，為層壓工序做好準(zhǔn)備。20、 組件層壓：把敷設(shè)好的組件放入層壓機(jī)內(nèi)，通過(guò)抽真空把組件內(nèi)的空氣抽出，然后加熱使EVA熔化，把玻璃、電池和背板粘

8、接在一起，最后冷卻卻出組件。21、 裝鋁邊框：給電池組件裝鋁框，增加組件的強(qiáng)度，進(jìn)一步的密封電池組件，延長(zhǎng)組件壽命。同時(shí)，在組件的背而引出電極處焊接接線盒，以利于組件與組件或其他設(shè)備的連接。22、 組件性能測(cè)試：測(cè)試電池組件的輸出特性，對(duì)其輸出功率進(jìn)行標(biāo)定，確定電池組件的質(zhì)量等級(jí)。太陽(yáng)能電池的主要生產(chǎn)工藝流程圖：三、生產(chǎn)物料消耗在太陽(yáng)能電池組件的生產(chǎn)中，基本原料為多晶硅硅料及堆埸、漿料等輔料。生產(chǎn)所需化學(xué)品包括大宗氣體、工藝用特殊氣體、生產(chǎn)用化學(xué)試劑等幾大類，大宗氣體包括壓縮空氣、氮?dú)?、氧氣等。工藝用特殊氣體包括：CF4、SiH4、NH3等。生產(chǎn)用化學(xué)試劑可分為酸性、堿性以及有機(jī)溶齊隹包括：H2SO4、NH3、H2O2、HCLHF、POCL3等。四、生產(chǎn)環(huán)境要求太陽(yáng)能電池組件的生產(chǎn)過(guò)程中，硅片檢查、刻蝕、去磷硅玻璃、沉積減反射膜、絲網(wǎng)卬刷等工序需要8級(jí)潔凈室生產(chǎn)環(huán)境，結(jié)擴(kuò)散工序需要7級(jí)潔凈室生產(chǎn)環(huán)境，溫度控制在23?27C。，濕度控制在40?60%。硅片清洗、刻蝕、去磷硅玻璃等工藝房間需要防酸腐蝕措施并設(shè)置機(jī)械排風(fēng)。其余工序無(wú)特殊生產(chǎn)環(huán)境要求。結(jié)束語(yǔ)工藝設(shè)計(jì)是工業(yè)廠房設(shè)計(jì)的最基礎(chǔ)條件，工藝流程的合理設(shè)計(jì)布局以及物流的暢通規(guī)劃在工業(yè)廠房