太阳能光伏设备(综合整理)Word文档下载推荐.doc

1、 （2009-07-21 14:42:11） 前言：有数据显示，2008 年全球所有光伏电池和模组制造设备销售额达 44 亿美元。而据中国电子专用设备工业协会统计的 数据，2008 年全年中国太阳能光伏设备销售收入将达到 25 亿元。目前，我国光伏设备企业从硅材料生产、硅片加工、太阳 能电池片、组件的生产以及相应的纯水制备、环保处理、净化工程的建设、以及与产业链相应的检测设备、模拟器等，已经 具备成套供应能力，部分产品如扩散炉、等离子刻蚀机、单晶炉、多晶铸锭炉、层压机、检测设备等开始出口。值得一提的 是，硅材料加工设备中单晶炉以优良的性价比占据了国内市场的绝对统治地位并批量出口亚洲，多线切割机

2、已取得突破，多 晶硅铸锭炉已经开始大量在国内企业中使用。继光伏信息报 2009 年第 49 期（4 月刊）金融危机下中国多晶硅项目大 盘点专题后，本刊又推出此次中国晶体硅电池制造设备现状调查专题，数据难免有些出入，肯切期望中国光伏设备企 业批评指正。（由于时间原因，部分企业未能录入，敬请原谅） 据中电四十八所提供数据显示，在 10 太阳能电池制造生产线设备中，国产设备已能提供其中的 8 种，其中有 6 种（扩散 炉、等离子刻蚀机、清洗/制绒机、去磷硅玻璃（PSG）设备、低温烘干炉）已在国内生产线上占据主导地位，2 种（管式 PECVD、 快速烧结炉）与进口设备并存但份额正逐步增大。但是，全自动

3、丝网印刷机、自动分拣机、平板式 PECVD 仍然依赖进口。目前 国内太阳电池注流建线方案为国产和进口设备混搭， 基本以国产为主。 设备投资方面， 一条 25MW 的标准生产线需 34006000 万元。我国太阳能电池制造设备目前的技术水平如下：首先，在湿法腐蚀、清洗设备、扩散方面，主要是自动制绒设备、自 动清洗设备、全封闭扩散炉、刻蚀机、去 PSG 设备等国内已经能够制造，已经达到世界先进水平，且性价比优势十分明显； 第二，国产 PECVD（管式）的工艺结果已接近世界先进水平，这是这种设备的优势。但它的自动化程度（自动装卸片 ）不如进 口设备（进口设备如德国 Centrotherm 公司产品，

4、售价是国产设备的三倍左右），平板型 PECVD 目前国内已有企业生产，有待 进一步验证； 第三，国产丝网印刷机（只有手动），与进口自动化产品的差距也是在自动装卸片（机械手）和自动检测手段上， 全自动丝网印刷机已有企业生产，工艺有待进一步验证；第四，高温烧结炉技术提高，开始批量在大线上使用；第五，自动 检测分拣设备目前国内已达到国际中等水平。 然而，尽管国产太阳能光伏设备在国内用户中已建立起良好的信誉，得到业界的广泛认可，越来越多的客户从价格适中、 性能良好、技术不断进步的国产设备中受益。但我们也应该看到，国内半导体设备厂商在整体技术水平尤其是尖端技术水平 上和国外厂商尚有差距。业内专家指出，国

5、产太阳能光伏设备的竞争力不完全在于设备的性能指标，而在于设备的性能价格 比。成本是太阳能光伏产业的终极目标，业内有句话，光伏设备没有最好的，只有最合适的。据了解，建设一条太阳能电池 生产线， 70%以上的投资是用来购买设备， 而国产设备的价格平均只有国外产品的 1/31/2， 采用国产设备辅以少量进口设备， 可以将建线成本降低一半以上。 本文将从晶体硅太阳电池生产工艺流程（图一）中所涉及到的影响太阳能电池光电转换效率的清洗制绒设备、扩散设备、 刻蚀设备、去磷硅玻璃设备（去 PSG）、镀减反射膜（PECVD）设备、印刷电极设备、烘干烧结设备、测试分选设备等典型企业 进行阐述。 图一 晶体硅太阳电

6、池生产工艺流程 清洗/制绒设备：单晶硅电池槽式基本国产，多晶硅电池连续式进口居多 当前环境下，国内清洗设备企业正直面生存和发展的问题。调查中发现，面对这场全球性的危机，电池清洗设备企业在 担忧的同时，应对未来发展持谨慎乐观态度。担忧的是这场风险对那些发展不好、实力不强的企业影响很大，乐观的是清洗 机行业仍然是全球和我国持续发展的新材料产业。过去几年来，清洗机国内产量快速增长和外贸出口量不断加大，产业不断 扩张，这造成了当前大量清洗机开始“倒向”国内市场。国内清洗机行业因国内外市场的需求萎缩，企业出现限产和停产的 状况。但是，与此相反的是，深圳捷佳创精密设备自 2003 年进入光伏设备领域以来，

7、为尚德电力、南京中电、林洋新能源、 晶澳太阳能、天威英利、浚鑫科技、天合光能、阿特斯、上海交大泰阳、云南天达、中轻太阳能等多家太阳能电池生产企业 制造了近 3000MW 的太阳能电池酸洗制绒设备。 在调查中了解到，在太阳能电池企业，目前在清洗制绒方式上采用的设备方式一般有三种：一种是效率不高但很实用的 手动操作清洗设备；第二种是分体式全自动清洗，即清洗、制绒工序各用相关设备；第三种是目前较流行的一体式清洗机， 从研磨片到电池片一步到位。以上三种方式各有利弊：手动操作尽管慢，但对于产量不大，人力成本低的厂家来说是很好的 选择；分体式清洗机对硅片参数要求不高，效率也比较高，较容易找出电池片出问题的

8、所在；一体式清洗机效率高，自动化 程度高，但对硅片尺寸要求严格，维护起来也不太方便。 制绒工艺比较复杂，不同公司有各自独特的制绒方法。基本的工艺流程为：上料HF+HNO3 腐蚀QDR+氮气鼓泡+喷淋 KOH 腐蚀QDR+氮气鼓泡+喷淋HCl 腐蚀QDR+氮气鼓泡+喷淋下料离心机甩干（离线）。 使用到的化学添加剂有两种， 一 种是 IPA（异丙醇），另一种是工业酒精。目前国内的清洗制绒设备以达到了国际先进水平，体现在以下方面：全程 PLC 控制， 触摸屏操作；采用新型匀液及风道设计技术，降低清洗成本，减少污物的排放；新的密封隔离技术的使用，杜绝了生产过程 中的微漏，保护整体电气系统的安全；槽体配

9、置可实现腐蚀后残留在片子上的化学液及污染颗粒的冲洗祛除功能；大多采用 机械手方式移动，工艺时间可以自行调节；酸碱槽具有自动补液装置，可实现无间断生产；整个清洗、制绒过程中使用环保 的清洗制绒液，降低了后续处理成本；最重要的是融合热氮烘干功能，取代甩干机，大大降低了碎片率。以上技术在调查中， 基本以槽式机为主，在湿法制绒（连续式）及等离子（干法）制绒机方面国内正在研发，试验工艺已取得一定进展。 国内清洗制绒设备生产企业有以下三种状态：一是从国有企业转型的老牌电子或半导体设备制造企业，代表企业有：中 电四十八所（能提供完整的电池生产线）、西北电子装备技术研究所（中电二所）、中电四十五所、保定天威新

10、能源等；二 是新近崛起的典型电子或半导体企业，代表企业有：北京七星华创、深圳捷佳创、北京华林嘉业、北京中联科利、苏州华林 科纳、青岛赛瑞达等；三是水处理或超声波设备公司转型，代表企业有：深圳市恒通源、深圳市和科达、张家港声达超声设 备、深圳市超纯水、深圳市纯水一号、张家港德科超声、上海睿鹏清洗设备等。 请关注中国晶体硅电池制造设备现状后续报道，本文将分别对刻蚀、去磷硅玻璃 （去 PSG）、镀减反射膜（PECVD）、 印刷电极、 烘干烧结、 测试分选等电池制造设备方面进行报道， 敬请关注。 非常欢迎相关企业与笔者联系， 电话 0471-3380137， QQ：24089306. 中国晶体硅电池制

11、造设备现状（ 中国晶体硅电池制造设备现状（二）55:44） 扩散炉：经历了开管闭管全封闭扩散三个阶段，绝大部分电池企业采用国产装备 上个世纪 60 年代由于国产光伏电池装备技术落后，无法满足电池工艺生产，一些电池厂家先后从国外引进了链式扩散 设备。1965 年以前，这是我国扩散炉出现阶段，扩散炉随着半导体工艺的产生而出现，这一阶段的国产扩散炉水平与国外水 平差距不大。进入 80 年代我国电子工业专用装备取得长足进展，电池生产用扩散设备回到管式扩散。2001 年，中国电子科 技集团 48 所与无锡尚德公司的携手合作拉开了我国太阳电池生产用扩散设备技术与配套工艺飞速发展的序幕。 短短的几年时 间里

12、，我国光伏专用扩散设备经历了从处理 125mm125mm、156mm156mm 方硅片向 210mm210mm 方硅片跃进；扩散的质量 从原来的单片和整管扩散均匀性在 7以内的水平， 提高到目前单片和整管扩散均匀性在 4以内的国际先进水平； 扩散方式 从原来的开管扩散到现在的环保、洁净、节能、安全的全封闭扩散；单批次产能从原来的 150 片、200 片、300 片发展到日前 的 400 片；控制方式从原来的手动、PLC 半自动控制到日前的微机全自动控制。目前我国光伏电池装备市场上共有各类扩散 设备上千多管，其中 85左右以处理 125mm125mm 电池片为主，兼容 156mm156mm 电池

13、片，这其中又有 90以上为微机自 动控制设备，只有不到 10为手动或 PLC 半自动产品。 技术特点在整机设备向全自动化、高生产效率、低成本扩散、操作人性化发展的同时，其核心单元技术如温度控制将不 可避免地采用更精细的控制方式（内外热偶串级控制技术等）。 通过对加热部件和负载同时监控， 确保实际工艺温度长期重复、 稳定可靠；工艺气体流量控制将从目前的模拟向数字 MFC（质量流量控制器）发展，以实现更稳定的工艺气体流量控制。今后 几年内，整机将向减压扩散、立式扩散、链式扩散等方向发展，以适应 12及更大尺寸硅片的工艺要求，其单批次处理能力 将达到更高的 600800 片批次。 国内重点扩散炉生产

14、企业概况（排名不分先后）： 1、中电四十八所：中电四十八所事业二部承担着扩散炉等其他太阳能光伏设备的生产，2008 年，成功研制出了新型闭 管扩散炉全封闭推舟软着陆扩散炉，2008 年销售数百台之多，截至目前市场占有率在 80%左右。包括其他光伏设备在内， 2008 年销售收入达 10.15 亿元，新签单 5 亿多元。另外，2008 年相继为江西佳辉、神州光电等单位数十条生产线提供了除丝 印机之外的整线装备。今年一季度，中电四十八所销售额达到收入 4.1875 亿元，比去年同期增长 70%以上，真正实现了在金 融危机影响下弯道不减速。四十八所新型扩散炉，单管产能高达 400 片，在产能提高 33%的同时，能源消耗降低 50%以上，废 气排放降低到原来开管扩散的 1/10，能耗降低 20%左右，平均单位扩散成本降低 20%以上。成功突破了炉门自动密封、尾进 尾出送气、废气自动收集、三维送片机构调整等多项关键技术。达到国际先进水平的大生产用新型太阳能电池生产专用扩散 设备，价格却只有进口同类设备的 1/3。 2、北京七星华创: 北京七星华创电子股份有限公司（简称“七星电子