生產(chǎn)

太陽能電池板
生產(chǎn)過程大致可分為五個步驟:a、提純過程 b、拉棒過程 c、切片過程 d、制電池過程 e、封裝過程。以單晶硅為例,其生產(chǎn)過程可分為:
工序一:硅片清洗制絨
目的——表面處理:
清除表面油污和金屬雜質。
去除硅片表面的切割損壞層。
在硅片表面制作絨面,形成減反射織構,降低表面反射率。
利用Si在稀NaOH溶液中的各向異性腐蝕,在硅片表面形成3-6 微米的金字塔結構,這樣光照在硅片表面便會經(jīng)過多次反射和折射,增加了對光的吸收。 工序二:擴散
硅片的單/雙面液態(tài)源磷擴散,制作N型發(fā)射極區(qū),以形成光電轉換的基本結構:PN結。
POCl3 液態(tài)分子在N2 載氣的攜帶下進入爐管,在高溫下經(jīng)過一系列化學反應磷原子被置換,并擴散進入硅片表面,激活形成N型摻雜,與P型襯底形成PN結。 POCl3 + O2 → P2O5 + Cl2 P2O5 + Si → SiO2 + P 工序三:等離子刻邊
工序四:去除磷硅玻璃
去除硅片表面氧化層及擴散時形成的磷硅玻璃(磷硅玻璃是指摻有P2O5的SiO2層)。
工序五:PECVD
目的——減反射+鈍化:
PECVD即等離子體增強化學氣相淀積設備,Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition。 制作減少硅片表面反射的SiN 薄膜(~80nm)。
SiN 薄膜中含有大量的氫離子,氫離子注入到硅片中,達到表面鈍化和體鈍化的目的,有效降低了載流子的復合,提高了電池的短路電流和開路電壓。 利用高頻電源輝光放電產(chǎn)生等離子體對化學氣相沉積過程施加影響的技術。由于等離子體存在,促進氣體分子的分解、化合、激發(fā)和電離,促進反應活性基團的生成,從而降低沉積溫度。PECVD在200℃~500℃范圍內成膜,遠小于其它CVD在700℃~950℃范圍內成膜。 反應過程中有大量的氫離子注入到硅片中,使硅片中懸掛鍵飽和、缺陷失去活性,達到表面鈍化和體鈍化的目的。 工序六:絲網(wǎng)印刷
用絲網(wǎng)印刷的方法,完成背場、背電極、正柵線電極的制作,已引出產(chǎn)生的光生電流。
給硅片表面印刷一定圖形的銀漿或鋁漿,通過燒結后形成歐姆接觸,使電流有效輸出。 正面電極用Ag金屬漿料,通常印成柵線狀,在實現(xiàn)良好接觸的同時使光線有較高的透過率。
背面通常用Al金屬漿料印滿整個背面,一是為了克服由于電池串聯(lián)而引起的電阻,二是減少背面的復合。
工序七:烘干和燒結目的及工作原理:
烘干金屬漿料,并將其中的添加料揮發(fā)(前3個區(qū))。
在背面形成鋁硅合金和銀鋁合金,以制作良好的背接觸(中間3個區(qū))。 鋁硅合金過程實際上是一個對硅進行P摻雜的過程,需加熱到鋁硅共熔點(577℃)以上。經(jīng)過合金化后,隨著溫度的下降,液 相中的硅將重新凝固出來,形成含有少量鋁的結晶層,它補償了N層中的施主雜質,從而得到以鋁為受主雜質的P層,達到了消除背結的目的。 Ag漿料中的玻璃添加料在高溫(~700度)下燒穿SiN膜,使得Ag金屬接觸硅片表面,在銀硅共熔點(760度)以上進行合金化。
聚光太陽能發(fā)電的先行者是美國的吉爾伯特·科恩,在美國內華達州建造極具規(guī)模的聚光太陽能發(fā)電站,已經(jīng)成功地為拉斯維加斯供應22兆瓦的電力能源。
聚光太陽能發(fā)電繼風能、光電池之后,已經(jīng)開始嶄露頭角,有望成為解決能源匱乏、應對氣候變暖的有效技術手段。 基本原理:聚光太陽能發(fā)電使用拋物鏡將光線聚集到充有合成油的吸熱管上,再將加熱到約400攝氏度的合成油輸送到熱交換器里,將熱量通過此加熱循環(huán)水,將水加熱,產(chǎn)生水蒸氣,推動渦輪轉動使發(fā)電機運轉,以此來發(fā)電。 聚光太陽能發(fā)電與太陽能電池不同,太陽能電池使用太陽電池板將太陽能直接變成電能,可以在陰天操作,CSP一般只能夠在陽光充足、天氣晴朗的地方進行。
不過,即使在沒有太陽的夜晚,采用熔融鹽儲存熱量的方法,也可以解決全天候的供電問題。 國際能源署(IEA)下屬的SolarPACES、歐洲太陽能熱能發(fā)電協(xié)會(ESTELA)和綠色和平組織的預測則較為溫和,認為CSP到2030年在全球能源供應份額中將占3%-3.6%,到2050年占8%-11.8%,這意味著到2050年CSP裝機容量將達到830GW,每年新增41GW。在未來5-10年內累計年增長率將達到17%-27%。