薄膜硅电池生产线面临的挑战-王文静-中科院电工研究所.ppt

薄膜硅电池生产线面临的挑战,经济危机后光伏产业最新动态,光伏产业恢复活力组件成本大幅度下跌薄膜电池生产线收缩,光伏产业恢复活力,截至2009年世界光伏产业一直在高速成长,光伏产业恢复活力,截至2009年中国光伏产也一直在高速增长，2010年上半年产量超过去年全年产量,薄膜电池与晶体硅电池的变化趋势,2010年光伏产业的扩张趋势,自从2010年1月开始至今，中国光伏产业新增晶体硅电池产线设备订单超过10GW，合计400条25MW生产线。而2009年之前中国生产线总和只有67GW。截至目前，所有已建成生产线全部满负荷运转。电池订单已经到达明年中。,组件价格大幅度下跌,薄膜电池生产线收缩,台湾大亿光能退出台湾设备商东捷退出台湾设备商奇美能源退出美国应材公司停止销售SunFab硅薄膜线日本三洋ENEOS太阳能公司延期其薄膜线投产无锡尚德停止其所购应材公司生产线Sunfilm公司停止其所购应材公司生产线，宣布破产天威在刚刚建好50MW单层非晶硅电池生产线后又将用一年多的时间将其升级为75MW非晶/微晶叠层硅薄膜电池生产线。,薄膜硅电池生产线的问题,设备投资过大技术升级过快生产工艺不成熟电池效率仍较低电池的长期寿命有待验证（电池的稳定性仍不好）,一、设备投资过大,晶硅太阳电池产业链,H2、O2、HCl、Si,石英坩埚,石墨支架,SiC粉,钢丝,N2、O2、POCl3、SiH4、氨气、Ar2、NaOH、盐酸、硝酸、氢氟酸、TCA、异丙醇、银浆、铝浆、银铝浆,玻璃、EVA、TPT、焊带、接线盒,非晶硅太阳电池产业链,SiH4制备,非晶硅电池,封装,H2、O2、HCl、Si,N2、氨气、Ar2、电子清洗液、SnO2、ZnO2、Al,玻璃、EVA、TPT、焊带、接线盒,TCO玻璃,改良西门子法工艺,硅烷法工艺,单晶硅片的制备流程,装片,去损伤层,扩散,去边,装片,去氧化层,制SiN膜,印背电极,烘干,银铝背场,烘干,印前电极,干燥烧结,测试分类,太阳电池生产线工艺流程,包装,晶硅太阳电池封装工艺流程,SiH4,硅烷制造工艺,非晶硅薄膜太阳电池工艺技术流程,二、技术升级过快,1st,a-Si,a-Si,2nd,3rd,4th,a-Si,a-Si,a-SiGe,Production,R而当f30%有微晶相时，薄膜的光电导几乎没有衰退,各种电池衰退量,SW效应的物理模型,电荷转移（负U）SWE的物理模型弱Si-Si键断裂氢碰撞模型Si-H键的光致断裂,对于非晶硅（锗）电池，SW效应不可改变,六、硅薄膜电池的成本优势潜力仍在,非晶硅电池的原材料使用量,晶体硅电池：高纯硅7g/Wp非晶硅：从物理固体含量上看，硅用量相当于晶体硅的1/35，即0.2g/Wp。但是在实际制造中有大量的没有使用的硅烷气被排掉。不同的设备及工艺有不同损耗量。,七、薄膜电池的深层次隐忧材料丰度,薄膜电池深层次的隐忧材料丰度,CIGS,CdTe,Si的丰度为26%，仅次于氧为世界第二大储量的元素,SiGe,20种无机光伏材料年度产电潜能列表,CyrusWadia,EnvironmentalScience&Technology,2009.43.2072-2077,23种光伏原材料的价格。原材料的价格将严重影响到该种原材料的大规模使用，但是材料在提纯成适合太阳能级的纯度所花费的成本也需要考虑,CyrusWadia,EnvironmentalScience&Technology,2009.43.2072-2077,一种光伏材料评估模型。以硅作为基点，指数越大表明该种特性越强。如：年发电潜力指数越大，表明丰度越强；而成本指数越大表明价格上涨的可能性越大。,CyrusWadia,EnvironmentalScience&Technology,2009.43.2072-2077,结论,硅薄膜电池若想具有更有力的竞争性，必须降低设备成本而降低设备成本的关键：技术相对成熟和稳定设备类型标准化设备制造