太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的學(xué)習(xí)總結(jié)

太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的學(xué)習(xí)總結(jié)

鄭斌

2016.8目錄1.太陽(yáng)能及光伏發(fā)電概述2.太陽(yáng)能電池制造工藝1.太陽(yáng)能及光伏發(fā)電概述太陽(yáng)能資源特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)普遍無(wú)害巨大長(zhǎng)久缺點(diǎn)分散性不穩(wěn)定性效率低成本高太陽(yáng)能能源分布圖顏色輻射等級(jí)年輻射量（KWh/m2)日輻射量（KWh/m2)紅最好≥1860≥5.1枯紅好1500-18604.1-5.1黃一般1200-15003.3-4.1粉差＜1200＜3.3根據(jù)各地接受太陽(yáng)總輻射量的多少，可將全國(guó)劃分為四類(lèi)地區(qū)：第一類(lèi)為中國(guó)太陽(yáng)能資源豐富的地區(qū)，日輻射量＞5.1KWh/m2。第二類(lèi)為中國(guó)太陽(yáng)能資源較豐富地區(qū)，日輻射量4.1-5.1KWh/m2。第三類(lèi)為中國(guó)太陽(yáng)能資源中等類(lèi)型地區(qū)，日輻射量3.3-4.1KWh/m2。第四類(lèi)為中國(guó)太陽(yáng)能資源較差地區(qū)，日輻射量＜3.3KWh/m2。太陽(yáng)能光伏發(fā)電原理原理既光生伏特效應(yīng)，既利用電池吸收光能，在電池內(nèi)建內(nèi)電場(chǎng)的作用下，電池兩端積累異號(hào)電荷，產(chǎn)生光生電壓。太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)組成（基礎(chǔ)部件）太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)光伏組件陣列蓄電池控制器逆變器太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的規(guī)模和應(yīng)用形式各異，但其組成結(jié)構(gòu)基本相同，主要部件有：太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)分類(lèi)太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)直聯(lián)系統(tǒng)配備儲(chǔ)能裝置的獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)光伏電站戶用并網(wǎng)光伏系統(tǒng)混合光伏發(fā)電系統(tǒng)光伏/風(fēng)力混合發(fā)電系統(tǒng)光伏/柴油發(fā)電機(jī)等混合發(fā)電系統(tǒng)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)晶體硅原料生產(chǎn)硅棒/硅錠生產(chǎn)太陽(yáng)能電池制造組件生產(chǎn)光伏產(chǎn)品生產(chǎn)光伏發(fā)電系統(tǒng)從全球范圍來(lái)看，產(chǎn)業(yè)鏈5個(gè)環(huán)節(jié)所涉及企業(yè)數(shù)量依次大幅增加，光伏市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)鏈呈金字塔形結(jié)構(gòu)。太陽(yáng)能光伏發(fā)電應(yīng)用分類(lèi)通信與工業(yè)應(yīng)用微波中繼站光纜通信系統(tǒng)無(wú)線尋呼臺(tái)站衛(wèi)星通信和衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)農(nóng)村程控電話系統(tǒng)部隊(duì)通訊系統(tǒng)鐵路和公路信號(hào)系統(tǒng)其他農(nóng)村和邊遠(yuǎn)地區(qū)應(yīng)用獨(dú)立光伏電站太陽(yáng)能照明燈太陽(yáng)能水泵小型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)太陽(yáng)能戶用系統(tǒng)其他光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)大規(guī)?；哪l(fā)電站分布式光伏建筑一體化工程太陽(yáng)能商品及其他太陽(yáng)能充電器太陽(yáng)能手表太陽(yáng)能汽車(chē)計(jì)算器太陽(yáng)能鐘太陽(yáng)能庭院汽車(chē)換氣扇其他2.太陽(yáng)能電池制造工藝太陽(yáng)能電池分類(lèi)太陽(yáng)能電池晶體硅電池單晶硅電池多晶硅電池薄膜電池非晶硅電池其他化合物電池目前市場(chǎng)上應(yīng)用最多的是晶體硅太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)柵狀電極：增加入射光的面積，用金屬網(wǎng)格覆蓋P-N結(jié)技術(shù)制得。抗反射膜：用化學(xué)氣相沉積法制得的一層氮化硅膜，將反射損失減小到5%甚至更小。TPT(底板）：對(duì)電池起保護(hù)和支撐作用。EVA（粘結(jié)劑）：固定電池和保證上、下蓋板密合的關(guān)鍵材料。鋼化玻璃（上蓋板）：覆蓋在電池的正面，組件的最外層。既要透光率高，又要堅(jiān)固、耐風(fēng)霜雨雪，起到長(zhǎng)期保護(hù)電池的作用。太陽(yáng)能電池連接方式光伏組件焊接方式串聯(lián)并聯(lián)串并聯(lián)混合硅料硅錠切割硅片多晶硅芯片太陽(yáng)能電池板太陽(yáng)能電池的硅材料太陽(yáng)能電池用的硅片通常厚度在300-350μm，硅雜質(zhì)濃度較高（5個(gè)9的純度），比集成電路用的單晶硅（7-8個(gè)9的純度）低很多。太陽(yáng)能電池制作流程（單晶硅）硅片清洗制絨擴(kuò)散制結(jié)等離子刻蝕去磷硅玻璃抗反射膜制備絲網(wǎng)印刷燒結(jié)檢測(cè)分級(jí)表面制絨：使受光面積增大，反射率降低；可提高單晶硅太陽(yáng)電池的短路電池，從而提高光電轉(zhuǎn)換效率。由于硅片為P型硅片，可用氫氧化鈉溶液對(duì)單晶硅片進(jìn)行各向異性腐蝕來(lái)制備絨面。擴(kuò)散制結(jié)：由于原始硅片采用P型硅，發(fā)射區(qū)擴(kuò)散一般采用三氯氧磷氣體攜帶源方式，這個(gè)工藝的特點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，有利于降低成本。等離子刻蝕：去除邊緣P-N結(jié)，防止上下短路。采用高頻輝光放電反應(yīng)，使反應(yīng)氣體激活成活性粒子，這些活性粒子擴(kuò)散到需刻蝕的部位，在那里與被刻蝕材料進(jìn)行反應(yīng)，形成揮發(fā)性反應(yīng)物而被去除。去磷硅玻璃：用HF酸把表面的磷硅玻璃去除?？狗瓷淠ぶ苽洌涸诠杵砻驽兩弦粚由钏{(lán)色的氮化硅膜，可以充分吸收太陽(yáng)光，降低反射；在硅片表面有氫鈍化的作用。絲網(wǎng)印刷背電極（銀漿）、背電場(chǎng)（鋁漿）及正面柵線（銀漿）。提高太陽(yáng)能電池效率的途徑降低光電子的表面結(jié)合，如降低表面態(tài)等降低入射光的表面反射，用多種太陽(yáng)光減反射技術(shù)，如沉積減反層、硅片表面織構(gòu)技術(shù)、局部背表面場(chǎng)技術(shù)，最大限度地減少太陽(yáng)光在硅表面的反射電極低接觸電阻和集成受光技術(shù)，如表面濃度擴(kuò)散技術(shù)，使電極接觸電阻低和增加硅表面受光面積降低P-N結(jié)的結(jié)深和漏電采用高效廉價(jià)光電轉(zhuǎn)換材料高效太陽(yáng)能電池材料及電池制備方法多晶硅化學(xué)氣相沉積法（LPCVD和PECVD)液相外延法濺射沉積法非晶硅薄膜反應(yīng)濺射法PECVDLPCVD多元化合物薄膜MOVPELPE聚合物薄膜利用不同氧化還原型聚合物的不同氧化還原電勢(shì)，在導(dǎo)電材料表面進(jìn)行多層復(fù)合，制成類(lèi)似無(wú)機(jī)P-N結(jié)的單向?qū)щ娧b置。納米晶材料由一種在禁帶半導(dǎo)體材料修飾、組裝到另一種大能隙半導(dǎo)體材料上形成的窄禁帶半導(dǎo)體材料采用過(guò)渡金屬Ru及Os等的有機(jī)化合物敏化染料。光電子倍增材料

利用光子倍增材料，吸收高能太陽(yáng)光及藍(lán)光、紫外光光子，產(chǎn)生多個(gè)電子，得到多數(shù)能量轉(zhuǎn)換為電能。高效太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)高效太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)疊層結(jié)構(gòu)多層電池多層薄膜聚焦鏡頭結(jié)構(gòu)全光譜利用結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能電池發(fā)展趨勢(shì)轉(zhuǎn)換率高生產(chǎn)成本低以GaAs類(lèi)III-V族化合物及CIS等稀有元素材料制備的太陽(yáng)能電池雖轉(zhuǎn)換效率高，但材料不容易獲取，因此不