一,、太陽能電池片分類

國內(nèi)常用的太陽能晶硅電池片根據(jù)尺寸和單多晶可分為：

單晶125*125

單晶156*156

多晶156*156

單晶150*150

單晶103*103

多晶125*125

二、太陽能電池片相關(guān)組件

1,、125*125單晶

晶體硅太陽電池的優(yōu)良性能簡介：

·高效率,，低衰減，可靠性強,；

·先進(jìn)的擴(kuò)散技術(shù),，保證了片間片內(nèi)的良好均勻性,，降低了電池片之間的匹配損失；

·運用先進(jìn)的管式PECVD成膜技術(shù),，使得覆蓋在電池表面的深藍(lán)色氮化硅減反射膜致密,、均勻、美觀,；

·應(yīng)用高品質(zhì)的金屬漿料制作電極和背場,。確保了電極良好的導(dǎo)電性、可焊性以及背場的平整性,；

·高精度的絲網(wǎng)印刷圖形,，使得電池片易于自動焊接。

2,、156*156多晶

晶體硅太陽電池的優(yōu)良性能簡介：

除了125*125單晶電池的優(yōu)良性能外還有以下性能：

·高精度的絲網(wǎng)印刷圖形,，使得電池片易于自動焊接。

3,、125單晶

晶體硅太陽能電池組件的優(yōu)良性能簡介：

·SF-PV的組件可以滿足不同的消費層次,；

·使用高效率的硅太陽能電池；

·組件標(biāo)稱電壓24/12VDC,；

·3.2mm厚的鋼化玻璃,；

·為提高抗風(fēng)能力和抗積雪壓力，使用耐用的鋁合金框架以方便裝配,；

·組件邊框設(shè)計有用于排水的漏水孔消除了在冬天雨或雪水長期積累在框架內(nèi)造成結(jié)冰甚至使框架變形,；

·電纜線使用快速連接頭來裝配；

·滿足顧客要求的包裝,；

·保證25年的使用年限,。

4、156多晶

晶體硅太陽能電池組件的優(yōu)良性能簡介：同125單晶的優(yōu)良性能,。

三,、太陽能電池片制造工藝

太陽能電池片的生產(chǎn)工藝流程分為硅片檢測——表面制絨及酸洗——擴(kuò)散制結(jié)——去磷硅玻璃——等離子刻蝕及酸洗——鍍減反射膜——絲網(wǎng)印刷——快速燒結(jié)等。具體介紹如下：

1,、硅片檢測

硅片是太陽能電池片的載體,，硅片質(zhì)量的好壞直接決定了太陽能電池片轉(zhuǎn)換效率的高低，因此需要對來料硅片進(jìn)行檢測,。該工序主要用來對硅片的一些技術(shù)參數(shù)進(jìn)行在線測量,，這些參數(shù)主要包括硅片表面不平整度、少子壽命,、電阻率,、P/N型和微裂紋等。該組設(shè)備分自動上下料,、硅片傳輸,、系統(tǒng)整合部分和四個檢測模塊,。其中，光伏硅片檢測儀對硅片表面不平整度進(jìn)行檢測,同時檢測硅片的尺寸和對角線等外觀參數(shù);微裂紋檢測模塊用來檢測硅片的內(nèi)部微裂紋;另外還有兩個檢測模組,，其中一個在線測試模組主要測試硅片體電阻率和硅片類型,，另一個模塊用于檢測硅片的少子壽命。在進(jìn)行少子壽命和電阻率檢測之前,，需要先對硅片的對角線,、微裂紋進(jìn)行檢測，并自動剔除破損硅片,。硅片檢測設(shè)備能夠自動裝片和卸片，并且能夠?qū)⒉缓细衿贩诺焦潭ㄎ恢?，從而提高檢測精度和效率,。

2、表面制絨

單晶硅絨面的制備是利用硅的各向異性腐蝕,，在每平方厘米硅表面形成幾百萬個四面方錐體也即金字塔結(jié)構(gòu),。由于入射光在表面的多次反射和折射，增加了光的吸收,，提高了電池的短路電流和轉(zhuǎn)換效率,。硅的各向異性腐蝕液通常用熱的堿性溶液，可用的堿有氫氧化鈉,，氫氧化鉀,、氫氧化鋰和乙二胺等。大多使用廉價的濃度約為1%的氫氧化鈉稀溶液來制備絨面硅,，腐蝕溫度為70-85℃,。為了獲得均勻的絨面，還應(yīng)在溶液中酌量添加醇類如乙醇和異丙醇等作為絡(luò)合劑,，以加快硅的腐蝕,。制備絨面前，硅片須先進(jìn)行初步表面腐蝕,，用堿性或酸性腐蝕液蝕去約20～25μm,，在腐蝕絨面后，進(jìn)行一般的化學(xué)清洗,。經(jīng)過表面準(zhǔn)備的硅片都不宜在水中久存,，以防沾污，應(yīng)盡快擴(kuò)散制結(jié),。

3,、擴(kuò)散制結(jié)

太陽能電池需要一個大面積的PN結(jié)以實現(xiàn)光能到電能的轉(zhuǎn)換，而擴(kuò)散爐即為制造太陽能電池PN結(jié)的專用設(shè)備,。管式擴(kuò)散爐主要由石英舟的上下載部分,、廢氣室,、爐體部分和氣柜部分等四大部分組成。擴(kuò)散一般用三氯氧磷液態(tài)源作為擴(kuò)散源,。把P型硅片放在管式擴(kuò)散爐的石英容器內(nèi),，在850---900攝氏度高溫下使用氮氣將三氯氧磷帶入石英容器，通過三氯氧磷和硅片進(jìn)行反應(yīng),，得到磷原子,。經(jīng)過一定時間，磷原子從四周進(jìn)入硅片的表面層,，并且通過硅原子之間的空隙向硅片內(nèi)部滲透擴(kuò)散,，形成了N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體的交界面，也就是PN結(jié),。這種方法制出的PN結(jié)均勻性好,方塊電阻的不均勻性小于百分之十,少子壽命可大于10ms,。制造PN結(jié)是太陽電池生產(chǎn)最基本也是最關(guān)鍵的工序。因為正是PN結(jié)的形成,，才使電子和空穴在流動后不再回到原處,，這樣就形成了電流，用導(dǎo)線將電流引出,，就是直流電,。

4、去磷硅玻璃

該工藝用于太陽能電池片生產(chǎn)制造過程中,，通過化學(xué)腐蝕法也即把硅片放在氫氟酸溶液中浸泡,，使其產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)生成可溶性的絡(luò)和物六氟硅酸，以去除擴(kuò)散制結(jié)后在硅片表面形成的一層磷硅玻璃,。在擴(kuò)散過程中,，POCL3與O2反應(yīng)生成P2O5淀積在硅片表面。P2O5與Si反應(yīng)又生成SiO2和磷原子,，

這樣就在硅片表面形成一層含有磷元素的SiO2,，稱之為磷硅玻璃。去磷硅玻璃的設(shè)備一般由本體,、清洗槽,、伺服驅(qū)動系統(tǒng)、機械臂,、電氣控制系統(tǒng)和自動配酸系統(tǒng)等部分組成,，主要動力源有氫氟酸、氮氣,、壓縮空氣,、純水，熱排風(fēng)和廢水。氫氟酸能夠溶解二氧化硅是因為氫氟酸與二氧化硅反應(yīng)生成易揮發(fā)的四氟化硅氣體,。若氫氟酸過量,，反應(yīng)生成的四氟化硅會進(jìn)一步與氫氟酸反應(yīng)生成可溶性的絡(luò)和物六氟硅酸。

5,、等離子刻蝕

由于在擴(kuò)散過程中,，即使采用背靠背擴(kuò)散，硅片的所有表面包括邊緣都將不可避免地擴(kuò)散上磷,。PN結(jié)的正面所收集到的光生電子會沿著邊緣擴(kuò)散有磷的區(qū)域流到PN結(jié)的背面,，而造成短路。因此,，必須對太陽能電池周邊的摻雜硅進(jìn)行刻蝕,，以去除電池邊緣的PN結(jié)。通常采用等離子刻蝕技術(shù)完成這一工藝,。等離子刻蝕是在低壓狀態(tài)下,，反應(yīng)氣體CF4的母體分子在射頻功率的激發(fā)下，產(chǎn)生電離并形成等離子體,。等離子體是由帶電的電子和離子組成,，反應(yīng)腔體中的氣體在電子的撞擊下,，除了轉(zhuǎn)變成離子外,，還能吸收能量并形成大量的活性基團(tuán)?；钚苑磻?yīng)基團(tuán)由于擴(kuò)散或者在電場作用下到達(dá)SiO2表面,，在那里與被刻蝕材料表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并形成揮發(fā)性的反應(yīng)生成物脫離被刻蝕物質(zhì)表面,，被真空系統(tǒng)抽出腔體,。

6、鍍減反射膜

拋光硅表面的反射率為35%,為了減少表面反射,提高電池的轉(zhuǎn)換效率,需要沉積一層氮化硅減反射膜,。工業(yè)生產(chǎn)中常采用PECVD設(shè)備制備減反射膜,。PECVD即等離子增強型化學(xué)氣相沉積。它的技術(shù)原理是利用低溫等離子體作能量源,，樣品置于低氣壓下輝光放電的陰極上,，利用輝光放電使樣品升溫到預(yù)定的溫度，然后通入適量的反應(yīng)氣體SiH4和NH3,，氣體經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)和等離子體反應(yīng),，在樣品表面形成固態(tài)薄膜即氮化硅薄膜。一般情況下,，使用這種等離子增強型化學(xué)氣相沉積的方法沉積的薄膜厚度在70nm左右,。這樣厚度的薄膜具有光學(xué)的功能性。利用薄膜干涉原理，可以使光的反射大為減少,，電池的短路電流和輸出就有很大增加,，效率也有相當(dāng)?shù)奶岣摺?/span>

7、絲網(wǎng)印刷

太陽電池經(jīng)過制絨,、擴(kuò)散及PECVD等工序后,，已經(jīng)制成PN結(jié)，可以在光照下產(chǎn)生電流,，為了將產(chǎn)生的電流導(dǎo)出,，需要在電池表面上制作正、負(fù)兩個電極,。制造電極的方法很多,，而絲網(wǎng)印刷是目前制作太陽電池電極最普遍的一種生產(chǎn)工藝。絲網(wǎng)印刷是采用壓印的方式將預(yù)定的圖形印刷在基板上,，該設(shè)備由電池背面銀鋁漿印刷,、電池背面鋁漿印刷和電池正面銀漿印刷三部分組成。其工作原理為：利用絲網(wǎng)圖形部分網(wǎng)孔透過漿料,，用刮刀在絲網(wǎng)的漿料部位施加一定壓力,，同時朝絲網(wǎng)另一端移動。油墨在移動中被刮刀從圖形部分的網(wǎng)孔中擠壓到基片上,。由于漿料的粘性作用使印跡固著在一定范圍內(nèi),，印刷中刮板始終與絲網(wǎng)印版和基片呈線性接觸，接觸線隨刮刀移動而移動,，從而完成印刷行程,。

8、快速燒結(jié)

經(jīng)過絲網(wǎng)印刷后的硅片,，不能直接使用,，需經(jīng)燒結(jié)爐快速燒結(jié)，將有機樹脂粘合劑燃燒掉,，剩下幾乎純粹的,、由于玻璃質(zhì)作用而密合在硅片上的銀電極。當(dāng)銀電極和晶體硅在溫度達(dá)到共晶溫度時,，晶體硅原子以一定的比例融入到熔融的銀電極材料中去,，從而形成上下電極的歐姆接觸，提高電池片的開路電壓和填充因子兩個關(guān)鍵參數(shù),，使其具有電阻特性,，以提高電池片的轉(zhuǎn)換效率。

燒結(jié)爐分為預(yù)燒結(jié),、燒結(jié),、降溫冷卻三個階段。預(yù)燒結(jié)階段目的是使?jié){料中的高分子粘合劑分解、燃燒掉,，此階段溫度慢慢上升;燒結(jié)階段中燒結(jié)體內(nèi)完成各種物理化學(xué)反應(yīng),，形成電阻膜結(jié)構(gòu)，使其真正具有電阻特性,，該階段溫度達(dá)到峰值;降溫冷卻階段,，玻璃冷卻硬化并凝固，使電阻膜結(jié)構(gòu)固定地粘附于基片上,。

9,、外圍設(shè)備

在電池片生產(chǎn)過程中，還需要供電,、動力,、給水、排水,、暖通,、真空、特汽等外圍設(shè)施,。消防和環(huán)保設(shè)備對于保證安全和持續(xù)發(fā)展也顯得尤為重要,。一條年產(chǎn)50MW能力的太陽能電池片生產(chǎn)線，僅工藝和動力設(shè)備用電功率就在1800KW左右,。工藝純水的用量在每小時15噸左右,，水質(zhì)要求達(dá)到中國電子級水GB/T11446.1-1997中EW-1級技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。工藝?yán)鋮s水用量也在每小時15噸左右,，水質(zhì)中微粒粒徑不宜大于10微米,，供水溫度宜在15-20℃,。真空排氣量在300M3/H左右,。同時,，還需要大約氮氣儲罐20立方米,，氧氣儲罐10立方米,?？紤]到特殊氣體如硅烷的安全因素,，還需要單獨設(shè)置一個特氣間,，以絕對保證生產(chǎn)安全,。另外，硅烷燃燒塔,、污水處理站等也是電池片生產(chǎn)的必備設(shè)施,。

四、太陽電池片注意問題

太陽電池片采用只需一次燒結(jié)的共燒工藝,，同時形成上下電極的歐姆接觸,。銀漿、銀鋁漿、鋁漿印刷過的硅片,，經(jīng)過烘干使有機溶劑完全揮發(fā),，膜層收縮成為固狀物緊密粘附在硅片上，這時可視為金屬電極材料層和硅片接觸在一起,。當(dāng)電極金屬材料和半導(dǎo)體單晶硅加熱達(dá)到共晶溫度時,，單晶硅原子以一定的比例溶入到熔融的合金電極材料中。單晶硅原子溶入到電極金屬中的整個過程是相當(dāng)快的,，一般只需幾秒鐘時間,。溶入的單晶硅原子數(shù)目取決于合金溫度和電極材料的體積，燒結(jié)合金溫度越高,，電極金屬材料體積越大,，則溶入的硅原子數(shù)目也越多，這時的狀態(tài)被稱為晶體電極金屬的合金系統(tǒng),。如果此時溫度降低,，系統(tǒng)開始冷卻形成再結(jié)晶層，這時原先溶入到電極金屬材料中的硅原子重新以固態(tài)形式結(jié)晶出來,，也就是在金屬和晶體接觸界面上生長出一層外延層,。如果外延層內(nèi)含有足夠量的與原先晶體材料導(dǎo)電類型相同的雜質(zhì)成份，這就獲得了用合金法工藝形成歐姆接觸;如果在結(jié)晶層內(nèi)含有足夠量的與原先晶體材料導(dǎo)電類型異型的雜質(zhì)成份,，這就獲得了用合金法工藝形成P.N結(jié),。

一般網(wǎng)帶式燒結(jié)爐采用電熱絲作為加熱元件，主要通過熱傳導(dǎo)對工件進(jìn)行加熱,，無法實現(xiàn)急速升溫,。只有輻射或微波能夠迅速加熱物體，而輻射加熱具有使用經(jīng)濟(jì),、安全可靠,、更換方便等優(yōu)點。所以太陽電池片燒結(jié)爐基本都采用紅外石英燈管作為主要加熱元件,。它的設(shè)計需注意以下三個問題：

1,、加熱管的結(jié)構(gòu)形式

為實現(xiàn)燒結(jié)段的溫度尖峰，需在很短的爐膛空間內(nèi)布置足夠的加熱功率,。有短波孿管和短波單管兩種結(jié)構(gòu)可以選擇,，其線性功率密度均達(dá)到60kW/m2。雖然短波孿管擁有更高的單根功率(相當(dāng)于兩根單管并聯(lián)),，但由于其制造工藝復(fù)雜,，對石英玻璃管的質(zhì)量要求更高，制造成本約是單管的2.5倍,。因此,，在實際使用中,，大多采用單管。

2,、紅外輻射吸收光譜

當(dāng)紅外輻射能量被工件吸收時,，該物質(zhì)所特有的吸收光譜需與發(fā)射光譜相匹配，才能在最短時間內(nèi)最大效率地吸收輻射能,。因此,，在燒結(jié)的不同階段，所選用的紅外石英燈管也是不同的,。在烘干段,，要讓有機溶劑和水分迅速揮發(fā)，采用中波管輔助熱風(fēng)加熱是正確的;在預(yù)燒段,，要讓基片獲得充分均勻的預(yù)熱,，中波管良好的紅外輻射、均衡的吸收及穿透能力,，正好符合要求;在燒結(jié)段,，必須在極短時間內(nèi)使基片達(dá)到共晶溫度，只有短波管能做到這一點,。

3,、加熱管的固定方式

燒結(jié)段的溫度峰值在850℃左右，此時燈管的表面溫度將達(dá)到1100℃,，接近石英管的使用極限,，稍微過熱產(chǎn)生氣孔就會立刻燒毀燈管。而在燈管的引出導(dǎo)線部位,，由于焊接導(dǎo)線的金屬片和石英玻璃密封在一起,，二者熱膨脹系數(shù)不一致，如果此處溫度過高就會產(chǎn)生應(yīng)力裂紋,，造成燈管漏氣,。因此燈管在爐膛中的安裝固定方式十分重要。圖2為紅外燈管在爐膛中的一種固定方式,。這種固定方式要求燈管的冷端距離爐壁至少80mm以上,，保證引出導(dǎo)線部位的溫度不會過高;而且爐壁上安裝孔的直徑要比燈管大2～3mm,，通過兩側(cè)的固定夾具將燈管懸空夾持在爐膛中,。