非晶硅鍺薄膜太陽能電池生產(chǎn)工藝流程介紹

1、江蘇武進(jìn)漢能光伏有限公司江蘇武進(jìn)漢能光伏有限公司簡介簡介 非晶硅鍺薄膜太陽能電池非晶硅鍺薄膜太陽能電池生產(chǎn)工藝流程生產(chǎn)工藝流程簡介簡介工藝部：楊成志工藝部：楊成志一、太陽能電池的應(yīng)用一、太陽能電池的應(yīng)用二、太陽能電池的分類二、太陽能電池的分類三、太陽能電池市場(chǎng)及發(fā)展趨勢(shì)三、太陽能電池市場(chǎng)及發(fā)展趨勢(shì)四、太陽能電池的結(jié)構(gòu)四、太陽能電池的結(jié)構(gòu)五、我公司工藝路線及優(yōu)勢(shì)五、我公司工藝路線及優(yōu)勢(shì)目錄目錄一一.太陽能電池的應(yīng)用太陽能電池的應(yīng)用 太陽能電池可以直接把太陽能轉(zhuǎn)化為電能，是一種具有永久性、清潔性、靈活性的新能源。 隨著全球化石能源的日漸枯竭和人類環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，以光伏為核心的太陽能發(fā)電事業(yè)近年來有

2、了飛速的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域得到迅速擴(kuò)大。產(chǎn)品應(yīng)用產(chǎn)品應(yīng)用晶體硅電池晶體硅電池薄膜電池薄膜電池聚光電池聚光電池新技術(shù)新技術(shù)單晶硅電池單晶硅電池多晶硅電池多晶硅電池硅帶硅帶非晶非晶/微晶硅電池微晶硅電池多晶硅薄膜多晶硅薄膜碲化鎘碲化鎘銅銦鎵硒銅銦鎵硒硒化鎵硒化鎵磷化銦磷化銦其他其他染料敏化電池染料敏化電池有機(jī)結(jié)構(gòu)電池有機(jī)結(jié)構(gòu)電池其他其他其他其他太陽能電池太陽能電池二二.太陽能電池的分類太陽能電池的分類市場(chǎng)上主要的太陽能電池對(duì)比市場(chǎng)上主要的太陽能電池對(duì)比非晶太陽能電池優(yōu)勢(shì)非晶太陽能電池優(yōu)勢(shì)1 1、弱光效應(yīng)好、溫度系數(shù)小、弱光效應(yīng)好、溫度系數(shù)小 效率效率 光強(qiáng)光強(qiáng) 模組溫度模組溫度 模組效率變化模組效率

3、變化資料來源：資料來源：EPIA2、較多的發(fā)電量、較多的發(fā)電量 不同類型電池相同裝機(jī)額年發(fā)電量對(duì)比不同類型電池相同裝機(jī)額年發(fā)電量對(duì)比 每每 年年 總總 發(fā)發(fā) 電電 量量資料來源：資料來源：EPIA 單晶硅單晶硅 多晶硅多晶硅 非晶硅薄膜非晶硅薄膜 3、較短的能源回收期、較短的能源回收期 產(chǎn)能產(chǎn)能（MW/MW/年）年） 能量回收時(shí)間（年）能量回收時(shí)間（年） 多晶硅多晶硅 薄膜非晶硅薄膜非晶硅 資料來源：資料來源：EPIA 資料來源：國海證券研究所資料來源：國海證券研究所三三.太陽能電池市場(chǎng)及發(fā)展趨勢(shì)太陽能電池市場(chǎng)及發(fā)展趨勢(shì)數(shù)據(jù)來源：數(shù)據(jù)來源：iSuppli全球光伏安裝市場(chǎng)預(yù)測(cè)全球光伏安裝市場(chǎng)預(yù)測(cè)

4、CIGSCdTe非晶硅薄膜非晶硅薄膜晶體硅電池晶體硅電池?cái)?shù)據(jù)來源：數(shù)據(jù)來源：Solar Energy Materials & Solar Cells 95 (2011) 15091517 數(shù)據(jù)來源：數(shù)據(jù)來源：GMT research2012 年薄膜電池產(chǎn)能結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)年薄膜電池產(chǎn)能結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)各種薄膜電池成本下降趨勢(shì)明顯各種薄膜電池成本下降趨勢(shì)明顯數(shù)據(jù)來源：數(shù)據(jù)來源：DB Analysis薄膜產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展趨勢(shì)薄膜產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展趨勢(shì)規(guī)?；a(chǎn)非晶硅薄膜電池優(yōu)勢(shì)規(guī)?；a(chǎn)非晶硅薄膜電池優(yōu)勢(shì) 累積產(chǎn)能累積產(chǎn)能 模組成本模組成本在高產(chǎn)能前提下，非晶硅薄膜電池具有更加明顯的成本優(yōu)勢(shì)，與我司在高產(chǎn)能前提下，

5、非晶硅薄膜電池具有更加明顯的成本優(yōu)勢(shì)，與我司的大規(guī)模生產(chǎn)非晶硅薄膜電池非常契合。的大規(guī)模生產(chǎn)非晶硅薄膜電池非常契合。source：Francesco Biccari Master Ingegneria del Fotovoltaico 2011/2012 玻璃玻璃接線盒接線盒a-SiAZO+AlEVA背板玻璃背板玻璃FTO玻璃玻璃接線盒接線盒a-SiAZO+AlEVA背板玻璃背板玻璃FTO前電極前電極 +背電極背電極 - a-Si:Ha-Si:Ha-Si:Ha-Si:Ha-Si:Ha-Si:Ha-Si:Ha-Si:Ha-SiGe:Ha-Si:Ha-Si:H-Si:Ha-Si:Ha-SiGe:H

6、a-SiGe:Ha-Si:Ha-SiGe:H-Si:H 太陽能電池的結(jié)構(gòu)太陽能電池的結(jié)構(gòu)電池結(jié)構(gòu)電池結(jié)構(gòu)01. 清洗一玻璃02. 激光刻劃P103. 清洗二04. PECVD 沉積05. 激光刻劃P206. PVD鍍背電極07. 激光刻劃P308. 反壓09. 激光掃邊10. 清洗11. 滾焊12. 鋪設(shè)EVA 13. 鋪設(shè)背板玻璃層壓14. 裝接線盒FTOa-SiAZO+Al鋁帶EVA背板玻璃接線盒15. 測(cè)試江蘇武進(jìn)漢能工藝流程江蘇武進(jìn)漢能工藝流程磨邊磨邊一次清洗一次清洗一次激光一次激光二次清洗二次清洗預(yù)熱預(yù)熱PECVD冷卻冷卻二次激光二次激光PVD三次激光三次激光激光掃邊激光掃邊刻透光率

7、刻透光率刻絕緣線刻絕緣線退火退火敷設(shè)敷設(shè)匯流匯流引流引流合片合片輥壓輥壓高壓釜高壓釜修邊修邊測(cè)試測(cè)試包裝包裝芯芯片片組組件件五五.我公司工藝流程及優(yōu)勢(shì)我公司工藝流程及優(yōu)勢(shì)反壓反壓芯片清洗芯片清洗退火退火層壓層壓PECVD主要工藝設(shè)備主要工藝設(shè)備PVD清洗清洗激光激光預(yù)熱預(yù)熱測(cè)試測(cè)試我公司薄膜電池產(chǎn)線布局我公司薄膜電池產(chǎn)線布局-磨邊磨邊1 1）用于磨削來料玻璃的平邊和棱角，防止其因邊緣應(yīng)力）用于磨削來料玻璃的平邊和棱角，防止其因邊緣應(yīng)力 較大而破裂較大而破裂2 2）避免透明導(dǎo)電玻璃因邊緣鋒銳造成接觸設(shè)備的磨損）避免透明導(dǎo)電玻璃因邊緣鋒銳造成接觸設(shè)備的磨損3 3）方便后續(xù)操作人員及作業(yè)人員的安全）

8、方便后續(xù)操作人員及作業(yè)人員的安全TCO玻璃厚度為玻璃厚度為3.2mm 清洗目的：清潔表面，滿足后端工藝要求清洗目的：清潔表面，滿足后端工藝要求 清洗不干凈可能造成的后果：清洗不干凈可能造成的后果：影響外觀影響外觀激光刻線刻不斷激光刻線刻不斷3. 影響膜層質(zhì)量影響膜層質(zhì)量4. 層壓受力不均導(dǎo)致玻璃破裂層壓受力不均導(dǎo)致玻璃破裂5. 影響設(shè)備正常使用壽命影響設(shè)備正常使用壽命清洗清洗 一次激光一次激光: 刻劃導(dǎo)電玻璃刻劃導(dǎo)電玻璃TCO薄膜，分成薄膜，分成39個(gè)同規(guī)格的小電池。個(gè)同規(guī)格的小電池。 二次激光二次激光: 刻劃刻劃PECVD過程產(chǎn)生的硅膜；過程產(chǎn)生的硅膜； 三次激光三次激光: 刻劃刻劃PVD過

9、程產(chǎn)生的金屬層；過程產(chǎn)生的金屬層； 激光掃邊：在絕緣處理的過程中使用高能量的激光進(jìn)行清邊處理。激光掃邊：在絕緣處理的過程中使用高能量的激光進(jìn)行清邊處理。激光作用等效電路激光作用等效電路薄膜電池生產(chǎn)過程中薄膜電池生產(chǎn)過程中需要經(jīng)過需要經(jīng)過三三次激光刻劃。次激光刻劃。 激光激光預(yù)熱爐預(yù)熱爐PECVD工件架工件架PECVD: 是通過外加射頻能量電離氣體產(chǎn)生等離體，是通過外加射頻能量電離氣體產(chǎn)生等離體，從而在較低溫度下沉積薄膜的工藝方式。從而在較低溫度下沉積薄膜的工藝方式。p layer: SiH4+TMB+CH4+H2i layer: a-Si:H SiH4+H2 、a-SiGe:H SiH4+Ge

10、H4+H2n layer：SiH4+PH3+H2PECVD沉積沉積PVD在真空條件下利用輝光放電過程中形成的荷能在真空條件下利用輝光放電過程中形成的荷能粒子轟粒子轟 擊靶材表面，使被轟擊出的粒子在基片擊靶材表面，使被轟擊出的粒子在基片上形成薄膜。上形成薄膜。1）沉積電池芯片的背電極，有效收集光電載流子。）沉積電池芯片的背電極，有效收集光電載流子。2）減少出射光，有效提高光在非晶硅薄膜中的吸收利用率。）減少出射光，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，作為連接電池正負(fù)電極的內(nèi)連導(dǎo)線。）填充激光凹槽，作為連接電池正負(fù)電極的內(nèi)連導(dǎo)線。PVD對(duì)電池單元施加反向電壓，利用焦耳熱現(xiàn)象，消

11、除對(duì)電池單元施加反向電壓，利用焦耳熱現(xiàn)象，消除激光在劃刻道內(nèi)殘留的金屬膜屑造成的短路，以及激光在劃刻道內(nèi)殘留的金屬膜屑造成的短路，以及激光未切斷的金屬膜造成的子電池短路激光未切斷的金屬膜造成的子電池短路 -玻璃基板TCO膜層PECVD背電極芯片測(cè)試芯片測(cè)試測(cè)試是通過太陽模擬器（模擬太陽光譜）進(jìn)行光伏組測(cè)試是通過太陽模擬器（模擬太陽光譜）進(jìn)行光伏組件室內(nèi)測(cè)試的過程。主要測(cè)試電池的電性參數(shù)。件室內(nèi)測(cè)試的過程。主要測(cè)試電池的電性參數(shù)。反壓測(cè)試反壓測(cè)試反壓修補(bǔ)反壓修補(bǔ)通過物理擠壓并加熱的方式對(duì)組通過物理擠壓并加熱的方式對(duì)組件中的件中的PVB（聚乙烯醇縮丁醛）（聚乙烯醇縮丁醛）實(shí)現(xiàn)初步交聯(lián)。實(shí)現(xiàn)初步交聯(lián)

12、。輥壓步驟：上料輥壓步驟：上料預(yù)熱預(yù)熱（100）輥壓輥壓加熱加熱（180）加熱加熱（180）加熱加熱（180）輥壓輥壓輥壓輥壓出料出料輥壓機(jī)輥壓機(jī)組件在進(jìn)入高壓釜后可分為三個(gè)組件在進(jìn)入高壓釜后可分為三個(gè)階段：升溫升壓，恒溫恒壓，降階段：升溫升壓，恒溫恒壓，降溫降壓。在高壓釜整個(gè)過程中最溫降壓。在高壓釜整個(gè)過程中最高溫度高溫度215215，最大壓強(qiáng)，最大壓強(qiáng)1.25mPa1.25mPa。在這個(gè)過程中使。在這個(gè)過程中使PVBPVB薄膜充分交聯(lián)達(dá)到最高粘性和透薄膜充分交聯(lián)達(dá)到最高粘性和透明度。明度。高壓釜高壓釜通過對(duì)通過對(duì)PVBPVB材料進(jìn)行加熱加壓使其實(shí)現(xiàn)最優(yōu)程度的固化，并防止移位和材料進(jìn)行加熱加

13、壓使其實(shí)現(xiàn)最優(yōu)程度的固化，并防止移位和氣泡的將芯片與背板玻璃粘合在一起，以提高電池組件性能及外觀要求。氣泡的將芯片與背板玻璃粘合在一起，以提高電池組件性能及外觀要求。層壓層壓層壓機(jī)過程分為三個(gè)階段：上下同抽，下抽上放，下放上抽。層壓機(jī)過程分為三個(gè)階段：上下同抽，下抽上放，下放上抽。標(biāo)準(zhǔn)組件產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)組件產(chǎn)品電池規(guī)格為電池規(guī)格為1245 mm，寬，寬 635 mm，厚，厚 7.5 mm， 重重14.4kg組件成品包裝組件成品包裝高壓釜高壓釜修邊修邊LowE除膜除膜清洗清洗鋁框折彎機(jī)鋁框折彎機(jī)分子篩灌裝分子篩灌裝涂丁基膠涂丁基膠合片合片中空線工藝中空線工藝測(cè)試測(cè)試包裝包裝我公司工藝的優(yōu)勢(shì)我公司工藝的優(yōu)勢(shì)1.設(shè)備投資成本低設(shè)備投資成本低 是國外同類型薄膜設(shè)備投資額的一半不到；是國外同類型薄膜設(shè)備投資額的一半不到；2. 動(dòng)力消耗少動(dòng)力消耗少 廠房設(shè)備布局緊湊，與國外相同類型薄膜工廠產(chǎn)能相比，主廠房占地面積僅為廠房設(shè)備布局緊湊，與國外相同類型薄膜工廠產(chǎn)能相比，主廠房占地面積僅為1/2左右，減少管道輸送能量損失，節(jié)約能耗；左右，減少管道輸送能量損失，節(jié)約能耗； 單位產(chǎn)品（單位產(chǎn)品（MWp）的電耗量不到傳統(tǒng)太陽能電池制造業(yè)的五分之一）的電耗量不到傳統(tǒng)太陽能電池制造業(yè)的五分之一 3. 產(chǎn)能高產(chǎn)能高 單室一次沉積單室一次沉積72片電池，自動(dòng)化高，適合規(guī)模