非晶硅锗薄膜太阳能电池生产工艺流程介绍_精品文档.ppt

1、江苏武进汉能光伏有限公司江苏武进汉能光伏有限公司简介简介 非晶硅锗薄膜太阳能电池非晶硅锗薄膜太阳能电池生产工艺流程生产工艺流程简介简介工艺部：杨成志工艺部：杨成志一、太阳能电池的应用一、太阳能电池的应用二、太阳能电池的分类二、太阳能电池的分类三、太阳能电池市场及发展趋势三、太阳能电池市场及发展趋势四、太阳能电池的结构四、太阳能电池的结构五、我公司工艺路线及优势五、我公司工艺路线及优势目录目录一一.太阳能电池的应用太阳能电池的应用太阳能电池可以直接把太阳能转化为电能，是一种具有永久性、清洁性、灵活性的新能源。随着全球化石能源的日渐枯竭和人类环保意识的增强，以光伏为核心的太阳能发电事业近年来有了飞

2、速的发展，其应用领域得到迅速扩大。大型光伏电站大型光伏电站太阳能建筑太阳能建筑家庭屋顶发电家庭屋顶发电航天航空航天航空灯具饰品灯具饰品交通领域交通领域产品应用产品应用晶体硅电池晶体硅电池薄膜电池薄膜电池聚光电池聚光电池新技术新技术单晶硅电池单晶硅电池多晶硅电池多晶硅电池硅带硅带非晶非晶/微晶硅电池微晶硅电池多晶硅薄膜多晶硅薄膜碲化镉碲化镉铜铟镓硒铜铟镓硒硒化镓硒化镓磷化铟磷化铟其他其他染料敏化电池染料敏化电池有机结构电池有机结构电池其他其他其他其他太阳能电池太阳能电池二二.太阳能电池的分类太阳能电池的分类种类种类电池类型电池类型试验效率试验效率 商业效率商业效率优点优点缺点缺点晶硅电池晶硅电池

3、单晶硅单晶硅25.0%15-17%转换效率高、寿命较长、稳转换效率高、寿命较长、稳定性好、公害小定性好、公害小高成本、原材料难以获得、高成本、原材料难以获得、不适合低日照水平、不适不适合低日照水平、不适合光伏建筑一体化合光伏建筑一体化多晶硅多晶硅20.3%14-16%转换效率高、寿命较长、稳转换效率高、寿命较长、稳定性好、公害小定性好、公害小高成本、原材料难以获得、高成本、原材料难以获得、不适合低日照水平、不适不适合低日照水平、不适合光伏建筑一体化合光伏建筑一体化薄膜电池薄膜电池非晶硅非晶硅16.3%8-10%弱光效应好，成本相对较低。弱光效应好，成本相对较低。应用范围广，材料器件同步，应用范

4、围广，材料器件同步，大面积自动化生产大面积自动化生产,有很大的有很大的效率提升空间。效率提升空间。转化率相对较低转化率相对较低所需电池面积大所需电池面积大碲化镉碲化镉16.5%9-15%成本最低，转换效率一般，成本最低，转换效率一般，利于建筑一体化。利于建筑一体化。有毒、污染环境、回收有有毒、污染环境、回收有困难困难铜铟镓硒铜铟镓硒19.2%11-12%成本低、转换效率一般、利成本低、转换效率一般、利于建筑一体化于建筑一体化寿命相对较短、其中必备寿命相对较短、其中必备元素铟属于微量元素，难元素铟属于微量元素，难以获得，对环境有一定污以获得，对环境有一定污染，且铟储量不足，限制染，且铟储量不足，

5、限制行业规模。行业规模。市场上主要的太阳能电池对比市场上主要的太阳能电池对比非晶太阳能电池优势非晶太阳能电池优势1 1、弱光效应好、温度系数小、弱光效应好、温度系数小 效率效率 光强光强 模组温度模组温度 模组效率变化模组效率变化资料来源：资料来源：EPIA2、较多的发电量、较多的发电量 不同类型电池相同装机额年发电量对比不同类型电池相同装机额年发电量对比 每每 年年 总总 发发 电电 量量资料来源：资料来源：EPIA 单晶硅单晶硅 多晶硅多晶硅 非晶硅薄膜非晶硅薄膜 3、较短的能源回收期、较短的能源回收期 产能产能（MW/MW/年）年）能量回收时间（年）能量回收时间（年）多晶硅多晶硅 薄膜非

6、晶硅薄膜非晶硅 资料来源：资料来源：EPIA 资料来源：国海证券研究所资料来源：国海证券研究所三三.太阳能电池市场及发展趋势太阳能电池市场及发展趋势数据来源：数据来源：iSuppli全球光伏安装市场预测全球光伏安装市场预测CIGSCdTe非晶硅薄膜非晶硅薄膜晶体硅电池晶体硅电池数据来源：数据来源：Solar Energy Materials&Solar Cells 95(2011)15091517 数据来源：数据来源：GMT research2012 年薄膜电池产能结构预测年薄膜电池产能结构预测各种薄膜电池成本下降趋势明显各种薄膜电池成本下降趋势明显数据来源：数据来源：DB Analysis薄

7、膜产业未来发展趋势薄膜产业未来发展趋势规模化生产非晶硅薄膜电池优势规模化生产非晶硅薄膜电池优势 累积产能累积产能 模组成本模组成本在高产能前提下，非晶硅薄膜电池具有更加明显的成本优势，与我司在高产能前提下，非晶硅薄膜电池具有更加明显的成本优势，与我司的大规模生产非晶硅薄膜电池非常契合。的大规模生产非晶硅薄膜电池非常契合。source：Francesco Biccari Master Ingegneria del Fotovoltaico 2011/2012 玻璃玻璃接线盒接线盒a-SiAZO+AlEVA背板玻璃背板玻璃FTO玻璃玻璃接线盒接线盒a-SiAZO+AlEVA背板玻璃背板玻璃FTO前

8、电极前电极 +背电极背电极-单结单结双结双结三结三结效率：效率：5%-6%效率：效率：6%-7%效率：效率：7%-8%效率：效率：10%-11%效率：效率：10%-11%效率：效率：13%-14%量产阶段量产阶段研发阶段研发阶段4太阳能电池的结构太阳能电池的结构电池结构电池结构01.清洗一清洗一玻璃玻璃02.激光刻划激光刻划P103.清洗二清洗二04.PECVD 沉积沉积05.激光刻划激光刻划P206.PVD镀背电极镀背电极07.激光刻划激光刻划P308.反压反压09.激光扫边激光扫边10.清洗清洗11.滚焊滚焊12.铺设铺设EVA 13.铺设背板玻璃层压铺设背板玻璃层压14.装接线盒装接线盒

9、FTOa-SiAZO+Al铝带铝带EVA背板玻璃背板玻璃接线盒接线盒15.测试测试江苏武进汉能工艺流程江苏武进汉能工艺流程磨边磨边一次清洗一次清洗一次激光一次激光二次清洗二次清洗预热预热PECVD冷却冷却二次激光二次激光PVD三次激光三次激光激光扫边激光扫边刻透光率刻透光率刻绝缘线刻绝缘线退火退火敷设敷设汇流汇流引流引流合片合片辊压辊压高压釜高压釜修边修边测试测试包装包装芯芯片片组组件件五五.我公司工艺流程及优势我公司工艺流程及优势反压反压芯片清洗芯片清洗退火退火层压层压PECVD主要工艺设备主要工艺设备PVD清洗清洗激光激光预热预热测试测试我公司薄膜电池产线布局我公司薄膜电池产线布局-磨边磨

10、边1 1）用于磨削来料玻璃的平边和棱角，防止其因边缘应力）用于磨削来料玻璃的平边和棱角，防止其因边缘应力 较大而破裂较大而破裂2 2）避免透明导电玻璃因边缘锋锐造成接触设备的磨损）避免透明导电玻璃因边缘锋锐造成接触设备的磨损3 3）方便后续操作人员及作业人员的安全）方便后续操作人员及作业人员的安全TCO玻璃厚度为玻璃厚度为3.2mm 清洗目的：清洁表面，满足后端工艺要求清洗目的：清洁表面，满足后端工艺要求 清洗不干净可能造成的后果：清洗不干净可能造成的后果：1.影响外观影响外观2.激光刻线刻不断激光刻线刻不断3.影响膜层质量影响膜层质量4.层压受力不均导致玻璃破裂层压受力不均导致玻璃破裂5.影

11、响设备正常使用寿命影响设备正常使用寿命清洗清洗 一次激光一次激光:刻划导电玻璃刻划导电玻璃TCO薄膜，分成薄膜，分成39个同规格的小电池。个同规格的小电池。二次激光二次激光:刻划刻划PECVD过程产生的硅膜；过程产生的硅膜；三次激光三次激光:刻划刻划PVD过程产生的金属层；过程产生的金属层；激光扫边：在绝缘处理的过程中使用高能量的激光进行清边处理。激光扫边：在绝缘处理的过程中使用高能量的激光进行清边处理。激光作用等效电路激光作用等效电路薄膜电池生产过程中薄膜电池生产过程中需要经过需要经过三三次激光刻划。次激光刻划。激光激光预热炉预热炉PECVD工件架工件架PECVD:是通过外加射频能量电离气体

12、产生等离体，是通过外加射频能量电离气体产生等离体，从而在较低温度下沉积薄膜的工艺方式。从而在较低温度下沉积薄膜的工艺方式。p layer:SiH4+TMB+CH4+H2i layer:a-Si:H SiH4+H2、a-SiGe:H SiH4+GeH4+H2n layer：SiH4+PH3+H2PECVD沉积沉积PVD在真空条件下利用辉光放电过程中形成的荷能在真空条件下利用辉光放电过程中形成的荷能粒子轰粒子轰 击靶材表面，使被轰击出的粒子在基片击靶材表面，使被轰击出的粒子在基片上形成薄膜。上形成薄膜。1）沉积电池芯片的背电极，有效收集光电载流子。）沉积电池芯片的背电极，有效收集光电载流子。2）减

13、少出射光，有效提高光在非晶硅薄膜中的吸收利用率。）减少出射光，有效提高光在非晶硅薄膜中的吸收利用率。3）填充激光凹槽，作为连接电池正负电极的内连导线。）填充激光凹槽，作为连接电池正负电极的内连导线。PVD对电池单元施加反向电压，利用焦耳热现象，消除对电池单元施加反向电压，利用焦耳热现象，消除激光在划刻道内残留的金属膜屑造成的短路，以及激光在划刻道内残留的金属膜屑造成的短路，以及激光未切断的金属膜造成的子电池短路激光未切断的金属膜造成的子电池短路 -芯片测试芯片测试测试是通过太阳模拟器（模拟太阳光谱）进行光伏组测试是通过太阳模拟器（模拟太阳光谱）进行光伏组件室内测试的过程。主要测试电池的电性参数

14、。件室内测试的过程。主要测试电池的电性参数。反压测试反压测试反压修补反压修补通过物理挤压并加热的方式对组通过物理挤压并加热的方式对组件中的件中的PVB（聚乙烯醇缩丁醛）（聚乙烯醇缩丁醛）实现初步交联。实现初步交联。辊压步骤：上料辊压步骤：上料预热预热（100）辊压辊压加热加热（180）加热（加热（180）加热（加热（180）辊压辊压辊压辊压出料出料辊压机辊压机组件在进入高压釜后可分为三个组件在进入高压釜后可分为三个阶段：升温升压，恒温恒压，降阶段：升温升压，恒温恒压，降温降压。在高压釜整个过程中最温降压。在高压釜整个过程中最高温度高温度215215，最大压强，最大压强1.25mPa1.25mP

15、a。在这个过程中使在这个过程中使PVBPVB薄膜充分交薄膜充分交联达到最高粘性和透明度。联达到最高粘性和透明度。高压釜高压釜通过对通过对PVBPVB材料进行加热加压使其实现最优程度的固化，并防止移位和气材料进行加热加压使其实现最优程度的固化，并防止移位和气泡的将芯片与背板玻璃粘合在一起，以提高电池组件性能及外观要求。泡的将芯片与背板玻璃粘合在一起，以提高电池组件性能及外观要求。层压层压层压机过程分为三个阶段：上下同抽，下抽上放，下放上抽。层压机过程分为三个阶段：上下同抽，下抽上放，下放上抽。长长1245mm 宽宽635mm 厚厚7.5mm(excluding junction box)重量重量

16、Approx.14.4Kg面积面积0.79m2 夹胶材料夹胶材料EVA前板玻璃前板玻璃3.2mm TCO glass后板玻璃后板玻璃4.0mm白玻璃白玻璃模块工作温度模块工作温度-30-+70稳定功率平均值稳定功率平均值Pmax(W)75W5%标准组件产品标准组件产品电池规格为电池规格为1245 mm，宽，宽 635 mm，厚，厚 7.5 mm，重重14.4kg组件成品包装组件成品包装高压釜高压釜修边修边LowE除膜除膜清洗清洗铝框折弯机铝框折弯机分子筛灌装分子筛灌装涂丁基胶涂丁基胶合片合片中空线工艺中空线工艺测试测试包装包装我公司工艺的优势我公司工艺的优势1.设备投资成本低设备投资成本低 是国外同类型薄膜设备投资额的一半不到；是国外同类型薄膜设备投资额的一半不到；2.动力消耗少动力消耗少 厂房设备布局紧凑，与国外相同类型薄膜工厂产能相比，主厂房占地面积仅为厂房设备布局紧凑，与国外相同类型薄膜工厂产能相比，主厂房占地面积仅为1/2左右，减少管道输送能量损失，节约能耗；左右，减少管道输送能量损失，节约能耗；单位产品（单位产品（MWp）的电耗量不到传统太阳能电池制造业的五分之一）的电耗量不