1、晶硅太陽能電池生產線工藝及設備調研第一章背景及原理第二章主要生產工藝過程第三章主要設備介紹第四章深圳相關公司介紹第五章 我國晶硅太陽能電池設備存在三大問題（引用網絡文章）第一章背景及原理1.1背景略（光伏意義，政府政策等）1.2硅太陽能電池的結構及其工作原理其主要是利用硅半導體 p-n結的光生伏打效應。即當太陽光照射p-n結時，便產生了電子-空穴對，并在內建電場的作用下，電子驅向 n型區，空穴驅向p型區，從而使n區有過剩的電子，p區有過剩的空穴，于是在 p-n結 的附近形成了與內建電場方向相反的光生電場。在n區與p區間產生了電動勢。當接通外電路時便有了電流輸出。常見的硅基太陽能電池外觀單晶硅太

2、陽電池多晶硅非晶硅太陽電池第二章主要生產工藝過程我們就硅太陽電池的制造工藝流程以及各工序進行簡單的介紹。晶體硅太陽能電池制造的常規工藝流程主要包括：硅片清洗、絨面制備、擴散制結、（等離子周邊刻蝕）、去PSG磷硅玻璃）、PECVD減反射膜制備、電極（背面電極、鋁背場和正電極）印刷及烘干、燒結、Laser和分選 測試等。同時，在各工序之間還有檢測項目，主要有抽樣檢測制絨效果、抽樣測方塊電阻、抽樣測氮化硅減反射膜厚度和折射率等項目。2. 1目前硅太陽能電池制造工序制絨清洗工序（a）.單晶制絨-捷佳創目的與作用：（1）去除單晶硅片表面的機械損傷層和氧化層。（2） 為了提高單晶硅太陽能電池的光電轉換效率

3、 ，根據單晶硅的各向異性的特性， 利U用堿（KOH）與醇（IPA） 的混合溶液在單晶硅表面形成類似“金字塔”狀的絨面，有效增強硅片對入射太陽光的吸收 ，從而提高光 生電流密度。（c）. 去磷硅玻璃-PS在擴散過程中發生如下反應：POC3分解產生的P2Q淀積在硅片表面，P2O與Si反應生成SiO2和磷原子：這樣就在硅片表面形成一層含有磷元素的SiO2，稱之為磷硅玻璃。去除磷硅玻璃的目的、作用：1. 磷硅玻璃的厚度在擴散中工藝難控制，且其工藝窗口太小，不穩定。2. 磷硅玻璃的折射率在左右，比氮化硅折射率（左右）小，若磷硅玻璃較厚會降低減反射效果。3. 磷硅玻璃中含有高濃度的磷雜質，會增加少子表面復

4、合，使電池效率下降。擴散工序擴散的目的：制造太陽能電池的 PN結。PN結是太陽能電池的“心臟”。制造PN結，實質上就是想辦法使受主雜質在半導體晶體內的一個區域中占優勢（P型），而使施主雜質在半導體內的另外一個區域中占優勢（N型），這樣就在一塊完整的半導體晶體中實現了P型和N型半導體的接觸。PECVD工序沉積減反射膜的作用、目的：1. 沉積減反射膜實際上就是對電池進行鈍化。鈍化可以去掉硅電池表面的懸空鍵和降低表面態，從而降低表面復合損失，提高太陽電池的光電轉換效率。2. 鈍化作用能使硅電池表面具有很小的反射系數，減少光反射損失，提高太陽電池的光電轉換效率。絲網印刷工序上電極以及正面的小柵線是銀漿

5、背電極是銀鋁漿背電場是鋁漿背電極、上電極 以及小柵線起到收集電子的作用。背電場的作用是可以提高電子的收集速度，從而提高電池的短路電流（J SC）和開路電壓（V OC）進而提高電池的光電轉換效率。燒結工序燒結的目的、作用：燃盡漿料的有機組分，使漿料和硅片形成良好的歐姆接觸，從而提高開路電壓和短路電流并使其具 有牢固的附著力與良好的可焊性。背面場經燒結后形成的鋁硅合金，鋁在硅中是作為P型摻雜，它可以減少金屬與硅交接處的少子復合，從而提高開路電壓和短路電流，改善對紅外線的響應。上電極的銀、氮化硅、二氧化硅以及硅經燒結后形成共晶，從而使電極與硅形成良好的歐姆接觸， 從而提高開路電壓和短路電流。Lase

6、r刻蝕工序Laser刻蝕的目的、作用：用激光切岀絕緣溝道，可以使電池短路，減少電流泄漏。測試分選工序主要是測量電池片的短路電流（Jsc）、開路電壓（“C）、填充因子（FF），經計算得岀電池的光電轉換效 率（n）。根據電池的光電轉換效率（n）對電池片進行分類。測試分類發電應用主要的多晶硅生產工藝1、改良西門子法一一閉環式三氯氫硅氫還原法？改良西門子法是用氯和氫合成氯化氫（或外購氯化氫），氯化氫和工業硅粉在一定的溫度下合成三氯氫硅，然后對三氯氫硅進行分離精餾提純，提純后的三氯氫硅在氫還原爐內進行 CVD反應生產高純多 晶硅。？國內外現有的多晶硅廠絕大部分采用此法生產電子級與太陽能級多晶硅。？2、硅

7、烷法一一硅烷熱分解法 ？硅烷（SiH4）是以四氯化硅氫化法、硅合金分解法、氫化物還原法、硅的直接氫化法等方法制取。然后將制得的硅烷氣提純后在熱分|解爐生產純度較高的棒狀多晶硅。以前只有日本小松掌握此技術，由 于發生過嚴重的爆炸事故后，沒有繼續擴大生產。但美國Asimi和SGS 公司仍采用硅烷氣熱分解生產純度較高的電子級多晶硅產品。？3、流化床法？以四氯化硅、氫氣、氯化氫和工業硅為原料在流化床內（沸騰床） 高溫高壓下生成三氯氫硅，將三氯氫硅再進一步歧化加氫反應生成二 氯二氫硅，繼而生成硅烷氣。？制得的硅烷氣通入加有小顆粒硅粉的流化床反應爐內進行連續熱分 解反應，生成粒狀多晶硅產品。因為在流化床反

8、應爐內參與反應的硅 表面積大，生產效率高，電耗低與成本低，適用于大規模生產太陽能 級多晶硅。唯一的缺點是安全性差，危險性大。其次是產品純度不高， 但基本能滿足太陽能電池生產的使用。？此法是美國聯合碳化合物公司早年研究的工藝技術。目前世界上只有美國MEM（公司采用此法生產粒狀多晶硅。此法比較適合生產價廉的太陽能級多晶硅。？4、太陽能級多晶硅新工藝技術 ？除了上述改良西門子法、硅烷熱分解法、流化床反應爐法三種方法生產電子級與太陽能級多晶硅以外，還涌現出幾種專門生產太陽能級多晶硅新工藝技術。？1）冶金法生產太陽能級多晶硅 ？主要工藝是：選擇純度較好的工業硅（即冶金硅）進行水平區熔單向凝固成硅錠，去除

9、硅錠中金屬雜質聚集的部分和外表部分后，進 行粗粉碎與清洗，在等離子體融解爐中去除硼雜質，再進行第二次水 平區熔單向凝固成硅錠，去除第二次區熔硅錠中金屬雜質聚集的部分 和外表部分，經粗粉碎與清洗后，在電子束融解爐中去除磷和碳雜質， 直接生成太陽能級多晶硅。？2）氣液沉積法生產粒狀太陽能級多晶硅 ？主要工藝是：將反應器中的石墨管的溫度升高到 1500C,流體三 氯氫硅和氫氣從石墨管的上部注入， 在石墨管內壁1500 C高溫處反應 生成液體狀硅，然后滴入底部，溫度回升變成固體粒狀的太陽能級多 晶硅。？3）重摻硅廢料提純法生產太陽能級多晶硅生產工藝及設備選型參考：太陽能電池生產線工藝流程1.清洗制絨工

10、藝流程第五章 我國晶硅太陽能電池設備存在三大問題（引用網絡文章）我國晶硅太陽能電池設備2013年市場繼續低迷根據我國15家主要晶硅太陽能電池設備制造商的統計（2013年有2家太陽能電池設備制造商退出）：2013年共銷售1155臺，同比減少；銷售收入完成億元，同比減少 %我國15家主要晶硅太陽能電池設備制造商，2013年晶硅材料生長加工設備銷售收入為億元，同比減少%晶硅太陽能電池芯片制造設備銷售收入為億元，同比減少%我國晶硅太陽能電池設備存在三大問題經過10年的磨練，中國晶硅太陽能電池設備企業從晶體硅生長、加工到太陽能電池芯片的生產，已經初步具備成套供應能力，并且在國產晶硅太陽能電池設備生產線上

11、，電池量產效率也達到%但與國際先進水平比較，我國晶硅太陽能電池裝備產業還存在發展短板，主要問題有：第一，我國 的晶硅太陽能電池設備在穩定性和可靠性方面還存在差距。這主要源于我國的零部件基礎配套能力和裝備制造本身的工藝技術水平不足。目前，我國晶硅太陽能電池設備用的關鍵零部件，要么國內無法供應，要么技術要求達不到，只能依賴進口產品。第二，在晶硅太陽能電池設備種類方面，我們還不能實現完全自主配套。如硅片金剛線切割設備、多晶硅電池的制絨、濕法腐蝕設備和自動插片機設備等，還主要依賴進口產品。第三，設備自動化程度較低，不僅影響產能也導致成本難以降低。 對于未來光伏產業發展判斷， 將來一定要走大規模自動化生

12、產方式，為此，國外對光伏自動化電池生產線研究早就開始了，目前也具備自動化生產線的建設能力，而我國尚處于研究階段。2014年我國晶硅太陽能電池設備銷售將走出低谷首先，今年全球有望繼續擴大，中國市場將繼續保持增長態勢，內需將帶動我國光伏設備市場的復蘇。2014年一批擁有核心競爭力的企業將進一步做大做強。由于價格的下降、生產廠商的整合以及更平衡的供求關系，光伏需求將繼續增長，光伏行業將于2014年從需求約束市場轉變為典型的供應驅動市場。預計2014年產量將增長 %從第一季度主要太陽能設備生產企業的經濟運行分析來 看，太陽能電池設備行業要到2014年下半年才能逐步開始復蘇，走出低谷，第四季度有望小幅增

13、長。其次，晶硅太陽能電池設備的升級和更新將是今年的市場亮點，低端設備將退出市場。2013年又研制出的一批新的晶硅太陽能電池設備（在線濕法刻蝕設備、減壓擴散爐、ALD原子層沉積Al 203鈍化膜設備、超細柵印刷設備、全自動太陽能電池測試分選機等），2014年這批新設備將進入市場，這不僅使太陽能電池片生產線的產能和得到明顯的提高，同時也使太陽能電池片的成本繼續下降。？第五章深圳市創益科技發展有限公司深圳市創益科技發展有限創建于1993年，是國內最大的非晶硅薄膜太陽能電池產品制造商和解決方案供應商。此外，創益也是國內唯一一家擁有超過100項光伏生產專利技術的太陽能，掌握了第二代太陽能薄膜電池的生產和

14、研發核心技術，并于2006年同時獲得中國發明專利及巴黎國際發明專利金獎。創益科技每年投入在光伏研發中心的費用占收入的12%不斷的創新和優化，讓創益科技的產品穩定性 遠超競爭對手。2004年承擔了國家科技部關于 “低成本的光伏玻璃幕 墻”科研課題，2006年6月提前完成并通過國家專家小組驗收，同年9月，再以雄厚的技術研發力量成功中標了廣東省和香港共同招標的 粵港項目“低成本光伏玻璃幕墻組件開發和產業化應用”。憑借雄厚的自主研發能力和項目工程經驗，創益公司于2007年11月獲得“全國用玻璃標準化技術委員會太陽能光伏中空玻璃分技術主任委員單 位”殊榮。創益科技致力于為全球提供健康綠色的生活解決方案，

15、 在每項體系的背后，都有專業精干的技術團隊竭誠為您服務，分享科 技革新所帶來的生活樂趣。商業咨詢服務：根據客戶需求“量體裁衣”，幫助客戶進行產品選型，現場工勘，整體規劃，以及增減產品 的容量和規格等。工程服務：完善的“工程項目管理系統”，確保高質、高效工程項目的實施，實現與客戶長期的互利共贏。？服務：對創益光伏系統運行出現的問題迅速排解，力保系統穩定運行。？服務：搭建客戶學習和經驗交流的平臺，根據客戶反饋，進行系統和完善的 培訓。 創益太陽能產業基地總工業建筑面積超過70000平方米，綠化面積將近25000平方米，規劃到2013年，分三期實現1000兆瓦太 陽能薄膜電池的產能規模。產業園全部采用綠色節能，涵蓋了太陽能 發電系統、光伏玻璃幕墻、太陽能海水淡化系統等各種高新環保技術， 是聞名遐邇的綠色。創益科技通過十多年的積累和發展，產品的研發能力、制造能力已得到世界知名投資商的認可