光伏物理专业认知实习.docx

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光伏物理专业认知实习

金工实习报告

系别：

数理系

专业：

应用物理学

姓名：

姚松

学号：

132411151

指导教师：

王建领、宋凤鸣

完成时间：

2012年12月24日～2013年1月3日

河南城建学院

2013年1月4日

前言

按照系里教学安排，我们应用物理学（光伏工程方向）本科专业1324111班于2012年12月24日～2013年1月4日这几天时间内前去平顶山高等技术学校进行一次为期两周的金工实习。

（1）实习的意义与目的

意义：

金工实习是教学计划主要部分，它是培养我们解决实际问题的第二课堂,它是专业知识培养的摇篮，也是对工业生产流水线的直接认知。

实习中我们应该深入实际，认真观察，获取直接经验知识，保质保量的完成指导老师所布置任务。

学习工人师傅和工程技术人员的勤劳刻苦的优秀品质和敬业奉献的良好作风，培养我们的实践能力和创新能力，开拓我们的视野，培养生产实际中研究、观察、分析、解决问题的能力。

目的：

金工实习是进入专业基础课和专业课前的一次实习课。

通过实习使学生对本专业知识在实践中的应用建立感性认识。

金工实习是一门实践基础课，是机械类各专业学生学习工程材料及机械制造基础等课程必不可少的先修课，是非机类有关专业教学计划中重要的实践教学环节。

它对于培养动手能力有很大的意义。

而且可以了解传统的机械制造工艺和现代机械制造技术。

。

了解制造工艺知识和新工艺、新技术、新设备在光伏产品制造中的应用，了解工业环境保护的主要途径和设施。

为顺利完成专业学习、加深理解打下坚实的基础。

（2）实习安排

12月24日安全教育及实习环境、内容了解；

12月25～27日到平顶山市高等技术学校实习和观看相关视频，整理实习资料；

1月3日校内金工实习实验室进行实习

1月4日~6日整理实习日志、写实习报告。

目录

1、实习内容……………………………………………………3

2、实习心得与体会…………………………………………15

1、实习单位概况

单位概况：

阿特斯光伏电力（洛阳）有限公司是由加籍华人瞿晓铧博士于2001年11月在加拿大创立。

阿特斯公司于2006年在美国纳斯达克成功上市，是第一家登陆纳市的中国概念光伏企业（纳斯达克代码:

CSIQ）。

经营范围：

阿特斯专业从事硅锭、硅片、太阳能电池片和太阳能组件及应用产品的研发、生产和销售，产品主要销往德国、西班牙、意大利、美国、加拿大、韩国、日本、中国等国家。

阿特斯光伏组件可以应用于商业、家用和工业的离网、并网太阳能供电系统及光伏发电站等不同领域，同时也为全球客户提供光伏玻璃幕墙及太阳能发电应用产品。

公司还专门为特殊市场提供太阳能解决方案，例如：

航海业、公共事业和汽车行业。

发展状况：

自2002年投产至今，阿特斯六年实现销售收入增长50倍，2007和2008连续两年荣获德勤年度高科技、高成长中国50强，2008年度阿特斯名列前十。

2008年，阿特斯销售额达7.09亿美元，比2007年增长134%，成为世界光伏产业发展最快的企业。

2008年5月，由阿特斯承制的北京奥运会中心区信息柱BIPV组件项目正式完工，成为阿特斯光伏应用产品为绿色奥运助力的成功案例。

这是阿特斯在建筑和设计太阳能应用领域的又一次创新和突破，阿特斯向光伏建筑一体化又迈出了坚实的一步。

主要技术：

洛阳公司于2007年开工建设的2000吨太阳能级晶硅长晶及硅片项目总投资7.8亿元。

多晶硅铸锭采用美国GT多晶浇铸炉、硅片生产采用日本NTC剖方机和切片机，工艺和技术在同行业中都是最先进的。

发展战略：

洛阳阿特斯将坚持走硅产业多样化道路，强化产业技术，以节能、降耗、环保、提高效益为企业宗旨，提高企业核心竞争力。

公司除了不断延伸产业链的发展，还将目光锁定在诸多太阳能光伏应用工程，如：

太阳能光伏并网电站和太阳能光伏独立电站、太阳能照明等系统工程；铁路信号及通信光伏电源、航标灯光伏电源，乡镇及村落光伏电源；公路设施及各种照明装置，以及城市与建筑相结合的小型屋顶联网光伏系统等方面。

经营模式：

洛阳公司作为阿特斯上市公司的一部分，按照美国萨班斯法的要求建立了一整套内部流程控制体系，聘请了国际四大会计师事务所之一的德勤会计师事务所对公司的财务核算、内部控制进行审计并出具报告。

阿特斯光伏电力（洛阳）有限公司凭借阿特斯多年来在太阳能光伏领域积累的实践经验，依托中国庞大的市场潜力和制造业优势，依靠全体员工的蓬勃向上的创业热情和对理想信念的执著追求，坚持诚信至上，始终用严格的国际标准来要求自己，坚持走高品质产品路线，不断创新和改进，努力开拓市场、服务客户。

经营理念：

在“协同开发、超前科技、持续改进、精工运营”的质量方针的指导下，用绿色、环保、高效的太阳能产品为科技中国添彩、为子孙后代造福。

2、实习内容

（1）多晶硅片的生产工艺流程：

图1多晶硅片的生产工艺流程图

1.多晶硅的清洗

洗料

为得到纯净的多晶硅原料，须将多晶硅原料清洗，去除杂质和油污。

将多晶硅料放入氢氟酸和硝酸中浸泡，然后用10兆欧的高纯水多次清洗，清洗干净后进入下一道工序。

其中还包括碱洗、超声除杂等，必须注意的是操作过程中需带上乳胶手套，而且不宜长时间操作，工作一两个小时之后就要出去透透气。

图2清洗硅片仪器

烘料

将清洗干净的多晶硅原料放入烘箱中烘干。

图3烘箱

装袋

烘干后的多晶硅原料按型号、电阻率分别包装。

配料

将多晶硅料加入B的母合金配制成符合要求的原料。

图4加硼的母合金的多晶硅料

2.多晶铸锭阶段

图5多晶炉

准备阶段

经减压、放气后打开炉盖，清洁炉壁及石墨件，将清洗好

的石英坩埚装入炉内。

石英坩埚内壁一般涂抹一层SiN氮化硅，以此防止Si与SiO2的反应，另一方面减少硅锭中氧的含量，但要注意SiN的涂层要均匀。

投料

将配制好的多晶硅料装入石英坩埚中，合上炉盖。

检查水和泵油情况，正常后进入下一工序。

图6装有多晶硅料的石英坩埚

抽真空

密封炉盖后启动真空泵，将炉体内抽成真空，然后充入氩气。

化料

将坩埚加热到1420℃以上将多晶料融化。

定向长晶

多晶料全部融化后开始凝固多晶，长晶速度由工作台下移速度及冷却水流量控制，长晶速度近于常速，硅锭长度受设备及坩埚高度限制，当硅锭达到工艺要求时，凝固结束，在此过程中，是中心先凝固的，然后再边角长晶。

停机使多晶炉降，达室温后将多晶锭取出。

图7溶化后长晶的多晶硅锭

退火和冷却

晶体顶部与底部存在较大温差，晶锭中可能存在热应力，在硅片加工过程中容易照成硅片破裂。

所以晶体生长完成后，晶锭保持在熔点附近2至4小时，使晶锭温度均匀，减少热应力。

晶锭在炉内退火以后炉内通入大量的氩气，使晶锭温度接近室温，同时逐渐升压，直达大气压。

检验

检验多晶锭的电阻率、寿命及氧炭含量，合格的进入下一道工序，不合格的作标记切断，部分可以回收重新铸锭。

3.切片

图8切片的相关流程图

多晶硅锭

将铸锭生产工序检测的硅锭清洗干净。

开方

将硅锭固定在开方机上，要完全水平。

固定好后切成方棒。

但需要用少子生命仪、IRB红外光、4探针仪等仪器来进行相关的检验，来确定方棒的杂质范围，进行人工画线，然后进行去头尾。

图9开方后的硅锭

抛光

将切好的方棒在抛光机上抛光。

图10抛光后的晶锭

粘棒

将切方抛光好的方棒，用粘胶固定在工件板的玻璃板上。

切片

将粘好硅棒的工件板按在切片机上，将硅片切成规定厚度的硅片。

是用0.15mm的外铸铜钢线来切割，在切割过程中，机器会向下喷洒砂浆和PEG聚乙二醇高分子材料混合的液体。

图11切片机

脱胶

将切割好的粘在玻璃板上的硅片用70度的含有乳酸的热水将硅片上的胶除去。

清洗

将脱过胶的硅片插在硅片盒中在超声波清洗机中清洗。

清洗时先在常清水中清洗，然后在放有清洗剂的70度热水中清洗，最后在常清水中清洗。

图12硅片正在清洗

烘干

将经过清洗的硅片进行相关的操作来烘干硅片。

检片

将甩干好的硅片检测硅片的相关规格，并将硅片按A、B、C等级分类。

包装

（2）单晶硅的生产工艺流程

图13单晶硅炉

1.单晶硅片的生产工艺流程

线开方粘棒——线开方——线开方去胶——滚磨——粘棒——切片——去胶——清洗——烘干——分选——包装

2.工艺流程图解

图14粘好硅晶棒，待开方图15开方进行

图16开方去胶

图17硅片清洗图18硅片包装

（3）光伏组件生产工艺流程

图19成型的太阳能电池板

1.工艺流程

电池检测—正面焊接—检验—背面串接—检验—敷设（玻璃清洗、材料切割、玻璃预处理、敷设）—层压—去毛边（去边、清洗）—装边框（涂胶、装角键、冲孔、装框、擦洗余胶）—焊接接线盒—高压测试—组件测试—外观检验—包装入库）

图20基本流程示意图

2.工艺简介：

电池测试

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，所以为了有效的将性能一致或相近的电池组合在一起，所以应根据其性能参数进行分类；电池测试即通过测试电池的输出参数（电流和电压）的大小对其进行分类。

以提高电池的利用率，做出质量合格的电池组件。

正面焊接

将汇流带焊接到电池正面（负极）的主栅线上，汇流带为镀锡的铜带，焊接机可以将焊带以多点的形式点焊在主栅线上。

焊接用的热源为一个红外灯（利用红外线的热效应）。

图21太阳能电池板正面图22太阳能电池板背面

背面串接

背面焊接是将电池片串接在一起形成一个组件串，目前国内采用的工艺是大部分是手动的，电池的定位主要靠一个膜具板，上面有放置电池片的凹槽，槽的大小和电池的大小相对应，槽的位置已经设计好，不同规格的组件使用不同的模板，操作者使用电烙铁和焊锡丝将“前面电池”的正面电极（负极）焊接到“后面电池”的背面电极（正极）上，这样依次将电池片串接在一起并在组件串的正负极焊接出引线。

图23串联好的组件

层压敷设

背面串接好且经过检验合格后，将组件串、玻璃和切割好的EVA、玻璃纤维、背板按照一定的层次敷设好，准备层压。

玻璃事先涂一层试剂以增加玻璃和EVA的粘接强度。

敷设时保证电池串与玻璃等材料的相对位置，调整好电池间的距离，为层压打好基础。

（敷设由下向上层次一般为：

玻璃、EVA、电池、EVA、玻璃纤维、背板，如有特殊用途可添加相关材料）

组件层压

将敷设好的电池放入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热使EVA熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起；最后冷却取出组件。

层压工艺是组件生产的关键一步，层压温度层压时间根据EVA的性质决定。

图24层叠示意图

修边

层压时EVA熔化后由于压力而向外延伸固化形成毛边，所以层压完毕应将其切除。

装框

类似与给玻璃装一个镜框；给玻璃组件装铝框，增加组件的强度，进一步的密封电池组件，延长电池的使用寿命。

边框和玻璃组件的缝隙用硅酮树脂填充。

各边框间用角键连接。

焊接接线盒

在组件背面引线处焊接一个盒子，以利于电池与其他设备或电池间的连接。

高压测试

高压测试是指在组件边框和电极引线间施加一定的电压，测试组件的耐压性和绝缘强度，以保证组件在恶劣的自然条件（雷击等）下不被损坏。

组件测试

测试主要是通过模拟太阳光的方式，目的是对电池的输出功率进行标定，测试其输出特性，确定组件的质量等级。

包装入库

（4）光伏发电系统

图25光伏发电系统

BIPV建材一体型太阳能电池，以公共产业建筑物为主，

其形态特征主要有普通型、屋顶材料一体型、强化玻璃一

体型等，它可以兼有建筑材料的一部分，不仅可以有效的

利用空间，还可以从积极的创意性和启蒙性方面产生新的

想法。

其效果不仅可以减少二氧化碳，当然还几乎阻断紫

外线的透射。

图26光伏发电

三、实习心得与体会

三天的参观实习很快就结束了，我觉得这种形式的参观实习非常的有意思，因为这比坐在课堂里听讲来得更为实际、直观。

通过实地参观，我了解了工厂进行材料加工实际生产的设备、工艺、工模具、产品缺陷等技术问题，对材料生产的各个环节和主要设备都有了一定认识，并对阿特斯这个企业有了一定的了解。

我真正的感到自己是学到了很多知识，不仅包括需要了解、掌握的与物理专业相关的知识，也提高了我在生产实践中认识、分析问题的能力，还使我能够从光伏产品技术、企业战略、经济发展等多方面进行综合考虑问题。

这次实习给我印象最深的就是去参观多晶硅片的生产车间，当我们走进车间时，一股热浪迎面扑来，老师告诉我们配料炉的温度高达1000多度，即使站在10米外也能强烈的感受到热浪袭人，我很难想象工人师傅们能够每天忍受热浪来回忙碌所要受的苦。

在另外一个车间，刚一进去就闻到了一股刺鼻的酸味，同学们都纷纷捂着鼻子，盼望着尽快离开，但我惊异地发现工人师傅们不但没有任何不适，而且连口罩都没带。

仔细想想，真的有些痛心，我们来实习也就在这待上两三天，而他们呢？

一星期、一个月、一年还是一辈子呢？

他们的年龄有的也不过是和我们的爸爸妈妈亦或是哥哥姐姐差不多，看着他们，不禁想到了自己的家人，我们在学校里面真正的做到了学习么？

我们心里最清楚，而又反过来想想，如果我们现在不好好学习专业知识，整天神游于课堂之外。

等到毕业的时候说不定我们的工作环境还不如这呢。

想到这里，自己不禁下定决心一定要努力学好专业文化以及和专业相关的知识，将来发明更加先进的生产流程或设备，来改善光伏产业生产链的工作环境，也为自己的亲人争得一份骄傲。

通过这三天的认识实习，我感觉到光伏行业并不是人们想象的那样，随着科技的不断发展，新工艺，新技术的发明与引进，安全问题，环境问题等等一系列问题都正在被解决，因此光伏产业还存在着很大的机遇，并不像人们议论的那样，光伏产业很难得到普遍推广。

作为一名理科的大学生，我们应该更多地得到这方面的锻炼，培养吃苦耐劳的品质和创新精神，为祖国的繁荣富强作出自己应有的贡献！

在参观的过程中，我有不明白的地方向工程师请教时，他都能够热情地为我进行解答，这给我留下了很深的印象，由于他的耐心讲解，也使得我对光伏太阳能这门新兴科学又有了更新、更深的认识与理解。

当然在这短短三天的时间里，还让我看到了先进的阿特斯文化，大家都知道，一个企业要想在行业内立稳脚跟，必须拥有和谐的企业文化以及先进的管理理念。

阿特斯秉持着“共创阳光未来”的理想，坚持诚信至上，始终用严格的国际标准来要求自己，坚持走高品质产品路线，不断创新和改进，以求提供给全人类更可靠、更经济、更高效的清洁光伏产品的理念不断地进步着。

当然，这些先进的理念给我们光伏人树立起了榜样，也不断的激励着我们阔步向前。

在写报告期间我在图书馆也找了这方面的书作为参考，但是发现一个问题，对于其他非物理方面的知识有些力不从心，所以还是请老师们在传授物理专业知识的同时，能够适当的丰富一下和咱专业相关的一些其他专业的知识。

同学们都深切期望以后系里在条件允许的情况下能够多安排几次像这样的实习学习的机会，让我们多接触一下社会，多感受一下生活。

同时，非常感谢四位带队老师对我们的悉心照顾，真诚的问候您们一句：

辛苦了，我敬爱的老师们！

最后，我想用屈原的一句名言做结语：

路漫漫其修远兮，吾将上下而求索！

·成绩评定·

指导教师评语：

认识实习成绩评定

班级1324111姓名姚松学号132411151

综合成绩：

指导教师签字年月日