太阳能电池组件生产厂房的工艺设计

1、太阳能电池组件生产厂房的工艺设计一、太阳能光伏电池发电原理在当今能源日趋紧张、环境压力日趋增大的情况下，可再生能源受到各国政府的H益重视，太阳能作为一种永续利用的清洁能源，分布广泛、取之不尽、用之不竭的绿色无污染清洁能源，是人类社会可持续发展的首选能源。它具有不消耗常规能源、无转动部件、寿命长、维护简单、使用方便、功率大小可任意组合、无噪声、无污染等优点。其开发和利用己成为各国可持续发展战略的重要组成部分。我国政府先后出台了多项政策，鼓励发展太阳能产业。近期国家发改委己出台可再生能源发电有关管理规定，明确太阳能发电可向国家申报政策和资金支持。可再生能源法在2021年2月2日起正式实施。国家发改

2、委还同时发布了可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法，明确了2021年及以后建设的可再生能源发电项目上网电价及费用分摊管理办法。国家的这些扶植政策和措施将大力促进我国太阳能光电产业的发展。技术上，根据半导体光伏效应制成的太阳能光伏电池，是将太阳辐射能直接转换为电能的转换器件。当光线照射太阳能电池表而时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。由太阳能电池片封装成太阳能光伏电池组件，再按需要将一块以上的组件组合成一定功率的太阳能光伏电池方阵，经与

3、储能装置、测量控制装置及直流-交流变换装置等相配套，即构成太阳能光伏电池发电系统,也称之为光伏发电系统。将多晶硅原料加工成太阳能级硅片，可以通过多种不同的工艺途径。直拉单晶，制成单晶棒进行硅片切割加工；多晶硅铸锭，进行破锭、切片；另外，还有部分国外厂家采用片状多晶硅以及带状多晶硅技术进行硅片的生产。单体太阳能电池不能直接作电池使用。作电源用必须将若干单体电池串、并联连接并严密封装成组件。以提高输出电压及机械强度。本文拟对太阳能电池组件的生产工艺做一个归纳和总结。二、太阳能电池组件生产工艺流程：太阳能电池组件的生产需要三个主要工艺生产步骤：多晶硅铸锭、切片：将太阳能级多晶硅材料经加热，熔化，再凝

4、固，制成260公斤或400公斤左右的方形多晶硅硅锭，再进行破锭、切片、清洗及检测后得到的用于太阳能电池生产的太阳能级多晶硅片。太阳能电池片生产：通过在多晶硅片上进行制绒、清洗、结扩散、沉积减反射膜、丝网印刷后得到的太阳能电池片，用于太阳能光伏电池组件封装生产。太阳能电池组件封装：经过对太阳能电池芯片进行分选、焊接、层压、装框等工序后生产出太阳能电池组件，太阳能电池组件是太阳能光伏电池产业链的最终产品，是组成太阳能光伏发电系统的最基本单元。各生产工艺流程详述如下：（一）多晶硅铸锭、切片1、硅料准备：用溶液在硅料清洗机中把多晶硅料清洗干净，装入容器待用。2、堆锅准备：用喷枪把喷涂液均匀地喷涂在洁净

5、的堆锅壁上，干燥待用。3、铸锭：把装满多晶硅料的圮锅装入铸锭炉中，加热，熔化，再凝固，制成250公斤或400公斤左右的方形多晶硅硅锭。4、切块：把从铸锭炉产出的多晶硅锭粘接在破锭线锯工作台的垫板上，滑轮带动线网，通过浆料研磨，把多晶硅锭切割成一定尺寸的方形硅块。5、切片：把从破锭线锯产出的方形多晶硅块粘接在切片线锯工作台的垫板上，滑轮带动线网，通过浆料研磨，把方形多晶硅块切割成一定厚度的多晶硅片。6、硅片清洗：用硅片清洗檄，把多晶硅片上的浆料等朵物清洗干净，并装入硅片盒内。7、性能测试：测试硅片的寿命等特性，对其参数进行标定，确定硅片的质量等级。（二）太阳能电池片生产8、去损伤层：去除硅片表而

6、在硅片切割过程中造成的损伤层。9、硅片制绒：在晶体硅片表面形成绒面结构，并确保表面织构细密均匀及清洁。10、结扩散：在硅片表明形成均匀的PN结。11、去磷硅玻璃：去除硅片表面在扩散中形成的磷硅玻璃层。12、沉积减反射膜：用PECVD的方法，获得有效的钝化和致密均匀的氮化硅减反射膜。13、 丝网卬刷铝背场及烘干：用丝网的方式在硅片背面卬刷上铝电极层，并烘干。14、 丝网卬刷背电极及烘干：用丝网的方式在硅片背面卬刷上背电极带，并烘干。15、 丝网印刷栅线及烧结：用丝网的方式在硅片表面印刷上栅线,并烘干烧结。16、 激光刻周边：用激光的方法在硅片的边缘刻蚀一周隔离线，以便电池P、N区隔离。（三）太阳

7、能电池组件封装17、 电池分选：由于电池片制作条件的随机性，生产出来的电池性能不尽相同，为了有效地将性能一致或相近的电池组合在一起，应根据其性能参数进行分类，以提高电池的利用率。18、 电池焊接：就是把汇流带焊接到电池正面的主栅线上，再把多片电池串接起来，并在组件串上引出正负电极。19、 层压敷设：电池串接好且经过检验后，把组件串、玻璃、切割好的EVA、玻璃纤维、背板按照一定的层次敷设好，准备层压。敷设时要保证电池串与玻璃等材料的相对位置，调整好电池的距离，为层压工序做好准备。20、 组件层压：把敷设好的组件放入层压机内，通过抽真空把组件内的空气抽出，然后加热使EVA熔化，把玻璃、电池和背板粘

8、接在一起，最后冷却却出组件。21、 装铝边框：给电池组件装铝框，增加组件的强度，进一步的密封电池组件，延长组件寿命。同时，在组件的背而引出电极处焊接接线盒，以利于组件与组件或其他设备的连接。22、 组件性能测试：测试电池组件的输出特性，对其输出功率进行标定，确定电池组件的质量等级。太阳能电池的主要生产工艺流程图：三、生产物料消耗在太阳能电池组件的生产中，基本原料为多晶硅硅料及堆埸、浆料等辅料。生产所需化学品包括大宗气体、工艺用特殊气体、生产用化学试剂等几大类，大宗气体包括压缩空气、氮气、氧气等。工艺用特殊气体包括：CF4、SiH4、NH3等。生产用化学试剂可分为酸性、碱性以及有机溶齐隹包括：H2SO4、NH3、H2O2、HCLHF、POCL3等。四、生产环境要求太阳能电池组件的生产过程中，硅片检查、刻蚀、去磷硅玻璃、沉积减反射膜、丝网卬刷等工序需要8级洁净室生产环境，结扩散工序需要7级洁净室生产环境，温度控制在23?27C。，湿度控制在40?60%。硅片清洗、刻蚀、去磷硅玻璃等工艺房间需要防酸腐蚀措施并设置机械排风。其余工序无特殊生产环境要求。结束语工艺设计是工业厂房设计的最基础条件，工艺流程的合理设计布局以及物流的畅通规划在工业厂房