太陽能光伏產業的學習總結

鄭斌

2016.8目錄1.太陽能及光伏發電概述2.太陽能電池制造工藝1.太陽能及光伏發電概述太陽能資源特點優點普遍無害巨大長久缺點分散性不穩定性效率低成本高太陽能能源分布圖顏色輻射等級年輻射量（KWh/m2)日輻射量（KWh/m2)紅最好≥1860≥5.1枯紅好1500-18604.1-5.1黃一般1200-15003.3-4.1粉差＜1200＜3.3根據各地接受太陽總輻射量的多少，可將全國劃分為四類地區：第一類為中國太陽能資源豐富的地區，日輻射量＞5.1KWh/m2。第二類為中國太陽能資源較豐富地區，日輻射量4.1-5.1KWh/m2。第三類為中國太陽能資源中等類型地區，日輻射量3.3-4.1KWh/m2。第四類為中國太陽能資源較差地區，日輻射量＜3.3KWh/m2。太陽能光伏發電原理原理既光生伏特效應，既利用電池吸收光能，在電池內建內電場的作用下，電池兩端積累異號電荷，產生光生電壓。太陽能光伏系統組成（基礎部件）太陽能光伏系統光伏組件陣列蓄電池控制器逆變器太陽能光伏發電系統的規模和應用形式各異，但其組成結構基本相同，主要部件有：太陽能光伏系統分類太陽能光伏系統獨立光伏發電系統直聯系統配備儲能裝置的獨立光伏發電系統并網光伏發電系統光伏電站戶用并網光伏系統混合光伏發電系統光伏/風力混合發電系統光伏/柴油發電機等混合發電系統太陽能光伏產業鏈結構晶體硅原料生產硅棒/硅錠生產太陽能電池制造組件生產光伏產品生產光伏發電系統從全球范圍來看，產業鏈5個環節所涉及企業數量依次大幅增加，光伏市場產業鏈呈金字塔形結構。太陽能光伏發電應用分類通信與工業應用微波中繼站光纜通信系統無線尋呼臺站衛星通信和衛星電視接收系統農村程控電話系統部隊通訊系統鐵路和公路信號系統其他農村和邊遠地區應用獨立光伏電站太陽能照明燈太陽能水泵小型風光互補發電系統太陽能戶用系統其他光伏并網發電系統大規模荒漠發電站分布式光伏建筑一體化工程太陽能商品及其他太陽能充電器太陽能手表太陽能汽車計算器太陽能鐘太陽能庭院汽車換氣扇其他2.太陽能電池制造工藝太陽能電池分類太陽能電池晶體硅電池單晶硅電池多晶硅電池薄膜電池非晶硅電池其他化合物電池目前市場上應用最多的是晶體硅太陽能電池。太陽能電池結構柵狀電極：增加入射光的面積，用金屬網格覆蓋P-N結技術制得。抗反射膜：用化學氣相沉積法制得的一層氮化硅膜，將反射損失減小到5%甚至更小。TPT(底板）：對電池起保護和支撐作用。EVA（粘結劑）：固定電池和保證上、下蓋板密合的關鍵材料。鋼化玻璃（上蓋板）：覆蓋在電池的正面，組件的最外層。既要透光率高，又要堅固、耐風霜雨雪，起到長期保護電池的作用。太陽能電池連接方式光伏組件焊接方式串聯并聯串并聯混合硅料硅錠切割硅片多晶硅芯片太陽能電池板太陽能電池的硅材料太陽能電池用的硅片通常厚度在300-350μm，硅雜質濃度較高（5個9的純度），比集成電路用的單晶硅（7-8個9的純度）低很多。太陽能電池制作流程（單晶硅）硅片清洗制絨擴散制結等離子刻蝕去磷硅玻璃抗反射膜制備絲網印刷燒結檢測分級表面制絨：使受光面積增大，反射率降低；可提高單晶硅太陽電池的短路電池，從而提高光電轉換效率。由于硅片為P型硅片，可用氫氧化鈉溶液對單晶硅片進行各向異性腐蝕來制備絨面。擴散制結：由于原始硅片采用P型硅，發射區擴散一般采用三氯氧磷氣體攜帶源方式，這個工藝的特點是生產效率高，有利于降低成本。等離子刻蝕：去除邊緣P-N結，防止上下短路。采用高頻輝光放電反應，使反應氣體激活成活性粒子，這些活性粒子擴散到需刻蝕的部位，在那里與被刻蝕材料進行反應，形成揮發性反應物而被去除。去磷硅玻璃：用HF酸把表面的磷硅玻璃去除。抗反射膜制備：在硅片表面鍍上一層深藍色的氮化硅膜，可以充分吸收太陽光，降低反射；在硅片表面有氫鈍化的作用。絲網印刷背電極（銀漿）、背電場（鋁漿）及正面柵線（銀漿）。提高太陽能電池效率的途徑降低光電子的表面結合，如降低表面態等降低入射光的表面反射，用多種太陽光減反射技術，如沉積減反層、硅片表面織構技術、局部背表面場技術，最大限度地減少太陽光在硅表面的反射電極低接觸電阻和集成受光技術，如表面濃度擴散技術，使電極接觸電阻低和增加硅表面受光面積降低P-N結的結深和漏電采用高效廉價光電轉換材料高效太陽能電池材料及電池制備方法多晶硅化學氣相沉積法（LPCVD和PECVD)液相外延法濺射沉積法非晶硅薄膜反應濺射法PECVDLPCVD多元化合物薄膜MOVPELPE聚合物薄膜利用不同氧化還原型聚合物的不同氧化還原電勢，在導電材料表面進行多層復合，制成類似無機P-N結的單向導電裝置。納米晶材料由一種在禁帶半導體材料修飾、組裝到另一種大能隙半導體材料上形成的窄禁帶半導體材料采用過渡金屬Ru及Os等的有機化合物敏化染料。光電子倍增材料

利用光子倍增材料，吸收高能太陽光及藍光、紫外光光子，產生多個電子，得到多數能量轉換為電能。高效太陽能電池結構高效太陽能電池結構疊層結構多層電池多層薄膜聚焦鏡頭結構全光譜利用結構太陽能電池發展趨勢轉換率高生產成本低以GaAs類III-V族化合物及CIS等稀有元素材料制備的太陽能電池雖轉換效率高，但材料不容易獲取，因此不