光伏電池片的制作光伏電池組件的制作

光伏電池片的制作光伏電池組件的制作第1頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能電池太陽能電池是一種對光有響應并能將光能轉(zhuǎn)換成電力的器件。

太陽能電池，又叫光生伏打電池，它是以半導體材料為基礎的一種具有能量轉(zhuǎn)換功能的半導體器件，是太陽能光伏發(fā)電的最核心的器件。第2頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2、太陽能電池分類第3頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月晶體硅電池—單晶硅第4頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月晶體硅電池—多晶硅電池第5頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月一、太陽電池生產(chǎn)工藝流程

第6頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月工序一，硅片清洗，制絨:目的——HNO3（硝酸）

對硅表面氧化,打破了硅表面的Si2H鍵,使Si氧化為SiO2,然后HF溶解SiO2,并生成絡合物H2SiF6。從而導致硅表面發(fā)生各向同性非均勻性腐蝕,形成的半球狀的絨面,有利于減少光反射,增強光吸收。原理：利用硝酸的強氧化性和氫氟酸的絡合性，對硅進行氧化和絡合剝離，導致硅表面發(fā)生各向同性非均勻性腐蝕，從而形成類似“凹陷坑”狀的絨面。

第7頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月第8頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月工序二，擴散/制結(jié)：

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(zhuǎn)換的基本結(jié)構：PN結(jié)。

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(jié)。

第9頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月第10頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月擴散爐第11頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月工序三，刻蝕：等離子刻邊：

去除擴散后硅片周邊形成的短路環(huán)；第12頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月等離子體刻蝕機第13頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月工序四，去除磷硅玻璃（PSG）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）。

第14頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月第15頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月工序五，PECVD：

目的——渡減反射膜+鈍化：

PECVD即等離子體增強化學氣相淀積設備，PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition；制作減少硅片表面反射的SiN薄膜（～80nm）；

反應氣體為SIH4和NH3第16頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月第17頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月工序六，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，以便引出產(chǎn)生的光生電流；

工藝原理：

給硅片表面印刷一定圖形的銀漿或鋁漿，通過燒結(jié)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；

第18頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月背電極印刷及烘干（銀漿或鋁漿）；背電場印刷及烘干（鋁漿）；正面電極印刷（銀漿）。第19頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月絲網(wǎng)印刷機第20頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月第21頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月工序七，烘干和燒結(jié):

目的及工作原理：

烘干金屬漿料，并將其中的添加料揮發(fā)；在背面形成鋁硅合金和銀鋁合金，以制作良好的背接觸；在正面形成銀硅合金，形成良好的接觸和遮光率；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。第22頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月第23頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月工序八：分類檢測工作原理：通過模擬太陽光脈沖照射PV電池表面產(chǎn)生光電流，光電流流過模擬負載，在負載兩端產(chǎn)生電壓，負載裝置將采樣到的電流、電壓傳送給SCLoad計算,得到IV曲線及其它指標。SCLoad根據(jù)測試結(jié)果，按照給定的分類規(guī)則分類，。

太陽電池的電性能參數(shù)：

Isc(短路電流)Uoc(開路電壓)Impp(最大電流)Umpp(最大電壓)Pmpp（最大功率）Rs（串聯(lián)電阻）

Rsh（并聯(lián)電阻）FF（填充因子）EFF（轉(zhuǎn)換效率）第24頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能電池的品質(zhì)要求盡可能高的轉(zhuǎn)換效率表面狀況良好（顏色均勻，圖案完整、清晰、對稱）。低損耗（硅片破損率低）。彎曲度小。第25頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月生產(chǎn)高效率電池片應具備的條件工藝—有優(yōu)良的工藝并且與設備匹配。設備—穩(wěn)定性好，維修頻率低，日損耗小精確度高，便于標準化生產(chǎn)，操作簡單安全，配套設施齊全。環(huán)境—凈化級別達標，避免產(chǎn)品污染。操作—按照SOP操作，避免污染。原材料及輔助用料—用料品質(zhì)達標。第26頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月part1part2part3part6part5part4二、太陽能電池組件生產(chǎn)流程第27頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月什么是太陽能電池組件？——電池組件定義：具有外部封裝及內(nèi)部連接、能單獨提供直流電輸出的最小不可分割的太陽能電池組合裝置，叫太陽能電池組件，即多個單體太陽能電池互聯(lián)封裝后成為組件。第28頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月第29頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月作用：

單個太陽能電池往往因為輸出電壓太低，輸出電流不合適，晶體硅太陽能電池本身又比較脆，不能獨立抵御外界惡劣條件，因而在實際使用中需要把單體太陽能電池進行串、并聯(lián)，并加以封裝，接出外連電線，成為可以獨立作為光伏電源使用的太陽能電池組件(也稱光伏組件)。太陽能電池組件通過吸收陽光，將太陽的光能直接變成用戶所需的電能輸出。

——光伏組件輸出功率：從零點幾瓦到數(shù)百瓦不等第30頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能電池組件是太陽能照明設備和發(fā)電設備能夠正常工作的源頭。第31頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能電池組件生產(chǎn)流程1、電池檢測(分片)——2、正面焊接—檢驗—3、背面串接—檢驗—4、疊層（玻璃清洗、材料（TPT、EVA）檢驗、玻璃預處理、敷設）——5、中道檢驗（過程檢驗）——6、層壓（去毛邊）——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—11、外觀檢驗—12、包裝入庫

第32頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月1電池檢驗（分片）1、電池檢驗：由于電池片制作條件的隨機性，生產(chǎn)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(zhì)量合格的電池組件第33頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2、正面焊接：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。第34頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月正面焊接第35頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月3背面串接背面焊接是將72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72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(jīng)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72片串接在一起并在組件串的正負極焊接出引線。

第36頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月背面串接第37頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月4疊層背面串接好且經(jīng)過檢驗合格后，將組件串、鋼化玻璃和切割好的EVA、背板（TPT）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(diào)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、背板TPT）。

第38頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月疊層第39頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月5中道檢驗（過程檢驗）層壓前檢驗人員負責對層疊好后待壓組件進行100%目檢檢驗范圍在觀察架區(qū)域。要求在觀察架上無組件檢驗時可在層疊區(qū)域觀察層疊員工是否按標準操作（存在過程檢驗）發(fā)現(xiàn)問題時，請在“中檢工序檢查記錄表”上清楚記錄。如有異常問題，請及時反饋,并使相關人員進行返工處理保質(zhì)保量的完成賦予的生產(chǎn)任務（檢驗）第40頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月6層壓

將敷設好的電池放入層壓機內(nèi)，通過抽真空將組件內(nèi)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(chǎn)的關鍵一步，層壓溫度層壓時間根據(jù)EVA的性質(zhì)決定。我們使用快速固化EVA時，層壓循環(huán)時間約為22分鐘。固化溫度為145℃左右，層壓時EVA熔化后由于壓力而向外延伸固化形成毛邊，所以層壓完畢應將其切除。

第41頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月層壓第42頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月7固化、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（1527硅膠）填充。

第43頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月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。

焊接面積大于總面積的80%，接線盒用1521(A、B)

硅膠一定比例填充。第44頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月9組件清洗好的產(chǎn)品不僅有好的質(zhì)量和好的性能，而且要有好的外觀，所以次工序保證組件清潔度，鋁邊框邊上的毛刺要去掉，確保組件在使用減少對人體的損傷第45頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月10組件電性能測試

組件測試：測試的目的是對電池的輸出功率等參數(shù)進行標定，測試其輸出特性，確定組件的質(zhì)量等級。第46頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月10組件電性能測試

終測機

終測曲線第47頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月11

成品檢驗為了使組件產(chǎn)品質(zhì)量滿足相關要求，使組件的最終檢驗操作過程規(guī)范化，主要對組件成品的全面檢驗：型號、類別