1、非晶硅薄膜太陽能電池及制造工藝內容提綱一、非晶硅薄膜太陽能電池結構、制造技術簡介二、非晶硅太陽能電池制造工藝三、非晶硅電池封裝工藝 一、                 非晶硅薄膜太陽能電池結構、制造技術簡介1、電池結構分為：單結、雙結、三結2、制造技術三種類型：單室，多片玻璃襯底制造技術該技術主要以美國Chronar、APS、EPV公司為代表多室，雙片（或多片）玻璃襯底制造技該技術主要以日本KANEKA公司為代表卷繞柔性襯底

2、制造技術（襯底：不銹鋼、聚酰亞胺)該技術主要以美國Uni-Solar公司為代表所謂“單室，多片玻璃襯底制造技術”就是指在一個真空室內，完成P、I、N三層非晶硅的沉積方法。作為工業生產的設備，重點考慮生產效率問題，因此，工業生產用的“單室，多片玻璃襯底制造技術”的非晶硅沉積，其配置可以由X個真空室組成（X為1的正整數），每個真空室可以放Y個沉積夾具（Y為1的正整數），例如：1986年哈爾濱哈克公司、1988年深圳宇康公司從美國Chronar公司引進的內聯式非晶硅太陽能電池生產線中非晶硅沉積用6個真空室，每個真空室裝1個分立夾具，每1個分立夾具裝4片基片，即生產線一批次沉積6×1

3、5;424片基片，每片基片面積305mm×915mm。1990年美國APS公司生產線非晶硅沉積用1個真空室，該沉積室可裝1個集成夾具，該集成夾具可裝48片基片，即生產線一批次沉積1×4848片基片，每片基片面積760mm×1520mm。 本世紀初我國天津津能公司、泰國曼谷太陽公司（BangKok Solar Corp）、泰國光伏公司（Thai Photovoltaic Ltd）、分別引進美國EPV技術生產線，非晶硅沉積也是1個真空室，真空室可裝1個集成夾具，集成夾具可裝48片基片，即生產線一批次沉積1×4848片基片，每片基片面積635mm&#

4、215;1250mm。國內有許多國產化設備的生產廠家，每條生產線非晶硅沉積有只用1個真空室，真空室可裝2個沉積夾具，或3個沉積夾具，或4個沉積夾具；也有每條生產線非晶硅沉積有2個真空室或3個真空室，而每個真空室可裝2個沉積夾具，或3個沉積夾具。總之目前國內主要非晶硅電池生產線不管是進口還是國產均主要是用單室，多片玻璃襯底制造技術，下面就該技術的生產制造工藝作簡單介紹。二、                 非晶硅太陽能電池制造工藝1、&#

5、160;        內部結構及生產制造工藝流程下圖是以美國Chronar公司技術為代表的內聯式單結非晶硅電池內部結構示意圖： 圖1、內聯式單結非晶硅電池內部結構示意圖 生產制造工藝流程：SnO2導電玻璃-SnO2膜切割-清洗-預熱-a-Si沉積（PIN）-冷卻-a-Si切割-掩膜鍍鋁-測試1-老化-測試2-UV保護層-封裝-成品測試-分類包裝 下圖是以美國EPV公司技術為代表的內聯式雙結非晶硅電池內部結構示意圖：圖2、內聯式雙結非晶硅電池內部結構示意圖 它的生產制造工藝流程為：Sn

6、O2導電玻璃-SnO2膜切割-清洗-預熱-a-Si沉積（PIN/PIN）-冷卻-a-Si切割-濺射鍍鋁-Al切割-測試1-老化-測試2-封裝-成品測試-分類包裝2、         內聯式非晶硅電池生產工藝過程介紹：SnO2透明導電玻璃（或AZO透明導電玻璃）規格尺寸：305 mm×915 mm×3 mm、635 mm×1245 mm×3 等要求：方塊電阻：68/、810/、1012/、1214/、1416/等透過率：80膜牢固、平整，玻璃4個角、8個棱磨光（目的是減少玻璃應

7、力以及防止操作人員受傷） 紅激光刻劃SnO2膜根據生產線預定的線距，用紅激光（波長1064nm）將SnO2導電膜刻劃成相互獨立的部分，目的是將整板分為若干塊，作為若干個單體電池的電極。激光刻劃時SnO2導電膜朝上（也可朝下）線距：單結電池一般是10mm或5mm，雙結電池一般20mm刻線要求：絕緣電阻2M線寬（光斑直經）100um線速500mm/S清洗將刻劃好的SnO2導電玻璃進行自動清洗，確保SnO2導電膜的潔凈。裝基片將清洗潔凈的SnO2透明導電玻璃裝入“沉積夾具”基片數量：對于美國Chronar公司技術，每個沉積夾具裝4片305 mm×915 mm×3 mm的

8、基片，每批次（爐）產出6×424片對于美國EPV技術，每個沉積夾具裝48片635 mm×1245 mm×3 mm的基片，即每批次（爐）產出1×4848片基片預熱將SnO2導電玻璃裝入夾具后推入烘爐進行預熱。a-Si沉積基本預熱后將其轉移入PECVD沉積爐，進行PIN（或PIN/PIN）沉積。根據生產工藝要求控制：沉積爐真空度，沉積溫度，各種工作氣體流量，沉積壓力，沉積時間，射頻電源放電功率等工藝參數，確保非晶硅薄膜沉積質量。沉積P、I、N層的工作氣體P層：硅烷（SiH4）、硼烷（B2H6）、甲烷（CH4）、高純氬（Ar）、高純氫（H2）I層：硅烷（SiH

9、4）、高純氫（H2）N層：硅烷（SiH4）、磷烷（PH3）、高純氬（Ar）、高純氫（H2）各種工作氣體配比有兩種方法：第一種：P型混合氣體，N型混合氣體由國內專業特種氣體廠家配制提供。第二種：PECVD系統在線根據工藝要求調節各種氣體流量配制。冷卻a-              Si完成沉積后，將基片裝載夾具取出，放入冷卻室慢速降溫。綠激光刻劃a-Si膜根據生產預定的線寬以及與SnO2切割線的線間距，用綠激光（波長532nm）將a-Si膜刻劃穿，目的是讓背電極（金屬

10、鋁）通過與前電極（SnO2導電膜）相聯接，實現整板由若干個單體電池內部串聯而成。激光刻劃時a-Si膜朝下刻劃要求：線寬（光斑直經）100um與SnO2刻劃線的線距100um直線度線速500mm/S鍍鋁鍍鋁的目的是形成電池的背電極，它既是各單體電池的負極，又是各子電池串聯的導電通道，它還能反射透過a-Si膜層的部分光線，以增加太陽能電池對光的吸收。鍍鋁有2種方法：一是蒸發鍍鋁：工藝簡單，設備投入小，運行成本低，但膜層均勻性差，牢固度不好，掩膜效果難保證，操作多耗人工，僅適用小面積鍍鋁。二是磁控濺射鍍鋁：膜層均勻性好，牢固，質量保證，適應小面積鍍鋁，更適應大面積鍍鋁，但設備投資大，運行成本稍高。每

11、節電池鋁膜分隔有2種方法：一是掩膜法：僅適用于小面積蒸發鍍鋁二是綠激光刻劃法：既適用于磁控濺射鍍鋁，也適用于蒸發鍍鋁。綠激光刻鋁（掩膜蒸發鍍鋁，沒有該工序）對于蒸發鍍鋁，以及磁控鍍鋁要根據預定的線寬以及與a-Si切割線的線間距，用綠激光（波長532nm）將鋁膜刻劃成相互獨立的部分，目的是將整個鋁膜分成若干個單體電池的背電極，進而實現整板若干個電池的內部串聯。激光刻劃時鋁膜朝下刻劃要求：線寬（光斑直經）100um 與a-Si刻劃線的線距100um直線度線速500mm/SIV測試：通過上述各道工序，非晶硅電池芯板已形成，需進行IV測試，以獲得電池板的各個性能參數，通過對各參數的分析，來判斷莫道工序

12、是否出現問題，便于提高電池的質量。熱老化：將經IV測試合格的電池芯板置于熱老化爐內，進行110/12h熱老化，熱老化的目的是使鋁膜與非晶硅層結合得更加緊密，減小串聯電阻，消除由于工作溫度高所引起的電性能熱衰減現象。三、                 非晶硅電池封裝工藝薄膜非晶硅電池的封裝方法多種多樣，如何選擇，是要根據其使用的區域，場合和具體要求而確定。不同的封裝方法，其封裝材料、制造工藝是不同的，相應的制造成本和售價也不同。下面介紹

13、目前幾種封裝方法：1、            電池/UV光固膠適用：電池芯板儲存制造工藝流程：電池芯板覆涂UV膠紫外光固分類儲存2、            電池/PVC膜適用：小型太陽能應用產品，且應用產品上有對太陽能電池板進行密封保護，如風帽、收音機、草坪燈、庭院燈、工藝品、水泵、充電器、小型電源等制造工藝流程：電池芯板貼PVC膜切割邊緣處理焊線焊點保護檢測包裝（注：邊緣處理

14、目的是防止短路，邊緣處理的方法有化學腐蝕法、激光刻劃法等）3、            組件封裝電池/PVC膜適用：一般太陽能應用產品，如應急燈，要求不高的小型戶用電源（幾十瓦以下）等制造工藝流程：電池芯板（或芯板切割邊緣處理）貼PVC膜焊線焊點保護檢測裝邊框（電池四周加套防震橡膠）裝插座檢測包裝該方法制造的組件特點：制造工藝簡單、成本低，但防水性、防腐性、可靠性差。電池/EVA/PET（或TPT）適用：一般太陽能應用產品，如應急燈，戶用發電系統等制造工藝流程：電池芯板（或芯板切割邊緣處理）焊涂錫帶檢測EVA/PET層壓檢測裝邊框（邊框四周注電子硅膠）裝接線盒（或裝插頭）連接線夾檢測包裝該方法制造的組件特點：防水性、防腐性、可靠性好，成本高。電池/EVA/普通玻璃適用：發電系統等制造工藝流程：電池芯板電池四周噴砂或激光處理（10mm）超聲焊接檢測層壓（電