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太阳能电池制作流程

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2023-01-02 01:35:08

太阳能电池制作流程

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2026-05-07 16:18:42

太阳能电池是PV发电系统中最核心的器件,节能是利用光电转换原理使太阳的辐射光通过半导体物质转变为电能的一种器件,这种光电转换过程通常叫做“光生伏打效应”,因此太阳电池又称为“光伏电池”,用于太阳电池的半导体材料是一种介于导体和绝缘体之间的特殊物质。

科学家为了降低太阳电池的制造成本,沿着2条路径:一条是开发新颖的太阳电池的材料,另一条路径就是提高太阳电池自身的转换效率。将取之不尽的阳光转换成为为人类造福的电能,最核心的技术就是太阳电池的光电转换率。

制造太阳电池的半导体材料已知的有十几种,因此太阳电池的种类也很多。目前,技术最成熟,并具有商业价值的、市场应用最广的太阳电池是硅太阳电池。

硅太阳能电池制造工艺流程图

1、 硅片切割,材料准备:

工业制作硅电池所用的单晶硅材料,一般采用坩锅直拉法制的太阳级单晶硅棒,原始的形状为圆柱形,然后切割成方形硅片(或多晶方形硅片),硅片的边长一般为10~15cm,厚度约200~350um,电阻率约1Ω.cm的p型(全球节能环保网掺硼)。

2、 去除损伤层:

硅片在切割过程会产生大量的表面缺陷,这就会产生两个问题,首先表面的质量较差,另外这些表面缺陷会在电池制造过程中导致碎片增多。因此要将切割损伤层去除,一般采用碱或酸腐蚀,腐蚀的厚度约10um。

3、 制绒:

制绒,就是把相对光滑的原材料硅片的表面通过酸或碱腐蚀,使其凸凹不平,变得粗糙,形成漫反射,减少直射到硅片表面的太阳能的损失。对于单晶硅来说一般采用NaOH加醇的方法腐蚀,利用单晶硅的各向异性腐蚀,在表面形成无数的金字塔结构,碱液的温度约80度,浓度约1~2%,腐蚀时间约15分钟。对于多晶来说,一般采用酸法腐蚀。

4、 扩散制结:

扩散的目的在于形成PN结。普遍采用磷做n型掺杂。由于固态扩散需要很高的温度,因此在扩散前硅片表面的洁净非常重要,要求硅片在制绒后要进行清洗,即用酸来中和硅片表面的碱残留和金属杂质。

5、 边缘刻蚀、清洗:

扩散过程中,在硅片的周边表面也形成了扩散层。周边扩散层使电池的上下电极形成短路环,必须将它除去。周边上存在任何微小的局部短路都会使电池并联电阻下降,以至成为废品。目前,工业化生产用等离子干法腐蚀,在辉光放电条件下通过氟和氧交替对硅作用,去除含有扩散层的周边。

扩散后清洗的目的是去除扩散过程中形成的磷硅玻璃。

6、 沉积减反射层:

沉积减反射层的目的在于减少表面反射,增加折射率。广泛使用PECVD淀积SiN ,由于PECVD淀积SiN时,不光是生长SiN作为减反射膜,同时生成了大量的原子氢,这些氢原子能对多晶硅片具有表面钝化和体钝化的双重作用,可用于大批量生产。

7、 丝网印刷上下电极:

电极的制备是太阳电池制备过程中一个至关重要的步骤,它不仅决定了发射区的结构,而且也决定了电池的串联电阻和电池表面被金属覆盖的面积。最早采用真空蒸镀或化学电镀技术,而现在普遍采用丝网印刷法,即通过特殊的印刷机和模版将银浆铝浆(银铝浆)印刷在太阳电池的正背面,以形成正负电极引线。

8、 共烧形成金属接触:

晶体硅太阳电池要通过三次印刷金属浆料,传统工艺要用二次烧结才能形成良好的带有金属电极欧姆接触,共烧工艺只需一次烧结,同时形成上下电极的欧姆接触。在太阳电池丝网印刷电极制作中,通常采用链式烧结炉进行快速烧结。

9、 电池片测试:

完成的电池片经过测试分档进行归类。

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曾经的月饼
2026-05-07 16:18:42

层压

一、准备工作

1. 工作时必须穿工作衣、工作鞋,戴工作帽,佩戴绝热手套;

2. 做好工艺卫生(包括层压机内部和高温布的清洁);

3.确认紧急按扭处于正常状态;

4.检查循环水水位。

二、所需材料、工具和设备

1、叠层好的组件 2、层压机 3、绝热手套 4、四氟布(高温布) 5、美工刀6、1cm文具胶带 7、汗布手套 8、手术刀

三、操作程序

1.检查行程开关位置;

2.开启层压机,并按照工艺要求设定相应的工艺参数,升温至设定温度;

3.走一个空循环,全程监视真空度参数变化是否正常,确认层压机真空度达规定要求;

4.试压,铺好一层纤维布,注意正反面和上下布,抬一块待层压组件;

5.取下流转单,检查电流电压值,察看组件中电池片、汇流条是否有明显位移,是否有异物,破片等其他不良现象,如有则退回上道工序;

6.戴上手套从存放处搬运叠层完毕并检验合格的组件,在搬运过程中手不得挤压电池片(防止破片),要保持平稳(防止组件内电池片位移);

7.将组件玻璃面向下、引出线向左,平稳放入层压机中部,然后再盖一层纤维布(注意使纤维布正面向着组件),进行层压操作;

8.观察层压工作时的相关参数(温度、真空度及上、下室状态),尤其注意真空度是否正常,并将相关参数记录在流转单

9.待层压操作完成后,层压机上盖自动开启,取出组件(或自动输出);

10.冷却后揭下纤维布,并清洗纤维布;

11.检查组件符合工艺质量要求并冷却到一定程度后,修边;(玻璃面向下,刀具斜向约45°,注意保持刀具锋利,防止拉伤背板边沿);

12.经检验合格后放到指定位置,若不合格则隔离等待返工。

层压前检查

1. 组件内序列号是否与流转单序列号一致;

2. 流转单上电流、电压值等是否未填或未测、有错误等 ;

3. 组件引出的正负极(一般左正右负);

4. 引出线长度不能过短(防止装不入接线盒)、不能打折;

5. TPT是否有划痕、划伤、褶皱、凹坑、是否安全覆盖玻璃、正反面是否正确;

6. EVA的正反面、大小、有无破裂、污物等;

7. 玻璃的正反面、气泡、划伤等;

8. 组件内的锡渣、焊花、破片、缺角、头发、黑点、纤维、互连条或汇流条的残留等;

9. 隔离TPT是否到位、汇流条与互连条是否剪齐或未剪;

10.间距(电池片与电池片、电池片与玻璃边缘、串与串、电池片与汇流条、汇流条与汇流条、汇流条到玻璃边缘等)

层压中观察

打开层压机上盖,上室真空表为-0.1MPa、下室真空表为0.00MPa,确认温度、参数

符合工艺要求后进料;组件完全进入层压机内部后点击下降;上、下室真空表都要

达到-0.1MPa (抽真空)(如发现异常按“急停”,改手动将组件取出,排除故障后再试压一块组件)等待设定时间走完后上室充气(上室真空表显示)0.00MPa、

下室真空表仍然保持-0.1MPa开始层压。层压时间完成后下室放气(下室真空表变

为0.00MPa、上室真空表仍为0.00MPa)放气时间完成后开盖(上室真空表变为

-0.1MPa、下室真空表不变)出料;接着四氟布自动返回至原点。

层压后再次检查

1. TPT是否有划痕、划伤,是否安全覆盖玻璃、正反面是否正确、是否平整、有无褶皱、有无凹凸现象出现;

2. 组件内的锡渣、焊花、破片、缺角、头发、纤维等;

3. 隔离TPT是否到位、汇流条与互连条是否剪齐;

4. 间距(电池片与电池片、电池片与玻璃边缘、串与串、电池片与汇流条、汇流条与汇流条、汇流条到玻璃边缘等);

5. 色差、负极焊花现象是否严重;

6. 互连条是否有发黄现象,汇流条是否移位;

7. 组件内是否出现气泡或真空泡现象;

8. 是否有导体异物搭接于两串电池片之间造成短路;

四、质量要求

1.TPT是无划痕、划伤,正反面要正确;

2.组件内无头发、纤维等异物,无气泡、碎片;

3.组件内部电池片无明显位移,间隙均匀,最小间距不得小于1mm;

4.组件背面无明显凸起或者凹陷;

5.组件汇流条之间间距不得小于2mm;

6.EVA的凝胶率不能低于75%,每批EVA测量二次。

五、注意事项

1.层压机由专人操作,其他人员不得进入红;

2.修边时注意安全;

3.玻璃纤维布上无残留EVA,杂质等;

4.钢化玻璃四角易碎,抬放时须小心保护;

5.摆放组件,应平拿平放,手指不得按压电池片;

6.放入组件后,迅速层压,开盖后迅速取出;

7.检查冷却水位、行程开关和真空泵是否正常;

8.区别画面状态和控制状态,防止误操作;

9.出现异常情况按“急停”后退出,排除故障后,首先恢复下室真空;

10.下室放气速度设定后,不可随意改动,经设备主管同意后方可改动,并相应调整下室放气时间,层压参数由技术不来定,不得随意改动;

11.上室橡胶皮属贵重易耗品,进料前应仔细检查,避免利器、铁器等物混入,划伤胶皮;

12.开盖前必须检查下箱充气是否完成,否则不允许开盖,以免损伤设备;

13.更换参数后必须走空循环,试压一块组件。

组件装框

一、准备工作

1.工作时必穿工作衣、鞋,戴工作帽。

2.做好工艺卫生,清洁整理台面,创造清洁有序的装框环境。

二、所需材料、工具和设备

1、层压好的电池组件 2、铝边框 3、硅胶 4、酒精 6、擦胶纸 7、接线盒 8、气动胶枪 9、橡胶锤 10、装框机 11、剪刀 12、镊子 13、抹布 14、小一字起 15、卷尺 16、角尺 17、工具台 18、预装台

三、操作程序

1.按照图纸选择相对应的材料,铝型材,并对其检验,筛选出不符合要求的铝型材,将其摆放到指定位置;

2.对层压完毕的电池组件进行表面清洗,同时对上道工序进行检查,不合格的返回上道工序返工;

3.用螺丝钉(素材将长型材和短型材作直角连接,拼缝小于0.5mm)将边型材和E型材作直角连结,并保证接缝处平整;

4.在铝合金外框的凹槽中均匀地注入适量的硅胶;

5.将组件嵌入已注入硅胶的铝边框内,并压实;

6.将组件移至装框机上(紧靠一边,关闭气动阀,将其固定);

7.用螺钉(素材)将铝边框其余两角固定,并调整玻璃与边框之间的距离以及边框对角线长度;

8.用补胶枪对正面缝隙处均匀地补胶;

9.除去组件表面溢出的硅胶,并进行清洗;

10.打开气动阀,翻转组件,然后将组件固定;

11.用适当的力按压TPT四角,使玻璃面紧贴铝合金边框内壁,按压过程中注意TPT表面

12.用补胶枪对组件背面缝隙处进行补胶(四周全补);

13.按图纸要求将接线盒用硅胶固定在组件背面,并检查二极管是否接反;

14.对装框完毕的组件进行自检(有无漏补、气泡或缝隙);

15.符合要求后在“工艺流程单”上做好纪录,将组件放置在指定区域,流入下道工序。

四、质量要求

1.铝合金框两条对角线小于1m的误差要求小于2mm,大于等于1m的误差小于3mm;

2.外框安装平整、挺直、无划伤;

3.组件内电池片与边框间距相等;

4.铝边框与硅胶结合出无可视缝隙;

5.接线盒内引线根部必须用硅胶密封、接线盒无破裂、隐裂、配件齐全、线盒底部硅胶厚度1~2毫米,接线盒位置准确,与四边平行;

6. 组件铝合金边框背面接缝处高度落差小于0.5mm;

7.组件铝合金边框背面接缝处缝隙小于1mm;

8.铝合金边框四个安装孔孔间距的尺寸允许偏差±0.5mm。

五、注意事项

1.轻拿轻放抬未装框组件是注意不要碰到组件的四角。

2注意手要保持清洁

3.将已装入铝框内的组件从周转台抬到装框机上时应扶住四角,防止组件从框内滑落。

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2026-05-07 16:18:42

制作方法:1、电池检测,2、正面焊接—检验,、背面串接—检验,4、敷设(玻璃清洗、材料切割、玻璃预处理、敷设),5、层压,6、去毛边(去边、清洗),7、装边框(涂胶、装角键、冲孔、装框、擦洗余胶),8、焊接接线盒,9、高压测试,10、组件测试—外观检验。

电池测试:由于电池片制作条件的随机性,生产出来的电池性能不尽相同,所以为了有效的将性能一致或相近的电池组合在一起,所以应根据其性能参数进行分类;电池测试即通过测试电池的输出参数(电流和电压)的大小对其进行分类。以提高电池的利用率,做出质量合格的电池组件。

正面焊接:是将汇流带焊接到电池正面(负极)的主栅线上,汇流带为镀锡的铜带,我们使用的焊接机可以将焊带以多点的形式点焊在主栅线上。焊接用的热源为一个红外灯(利用红外线的热效应)。

背面串接:背面焊接是将36片电池串接在一起形成一个组件串,我们目前采用的工艺是手动的,电池的定位主要靠一个膜具板,上面有36个放置电池片的凹槽,槽的大小和电池的大小相对应,槽的位置已经设计好,不同规格的组件使用不同的模板,操作者使用电烙铁和焊锡丝将“前面电池”的正面电极(负极)焊接到“后面电池”的背面电极(正极)上,这样依次将36片串接在一起并在组件串的正负极焊接出引线。

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2026-05-07 16:18:42
太阳能电池行业基本概况

光伏产业是指将硅料通过各类技术和工艺路线生产出太阳能电池片,并将太阳能电池经过串并联后进行封装保护形成大面积的太阳能电池组件,再配合功率控制器等,形成光伏发电装置的产业链。

1、单晶硅太阳能占比不断提升

根据半导体材料的不同,可以将太阳能电池分为晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池。晶硅电池是研究最早、最先进入应用的第一代太阳能电池技术,按照材料的形态可分为单晶硅电池和多晶硅电池,其中单晶硅电池根据基体硅片掺杂不同又分为P型电池和N型电池。

目前应用最为广泛的单晶PERC电池即为P型单晶硅电池,而TOPCon、异质结、IBC等新型太阳能电池技术主要是指N型单晶硅电池。在太阳能电池市场上,多晶硅片经济型层一度领先单晶。但从2015-2016年开始,以隆基为首的单晶厂商实现技术突破,大幅降低了单晶硅片成本。由于单晶硅电池具备更高的转化效率,导致单晶硅片对应的单瓦成本实现反超,比多晶更低,后又出现以PERC电池为代表的高效单晶硅电池,进一步推动了单晶硅对多晶硅的替代,薄膜太阳能所占比重也逐年下降。

硅成本的下降主要依靠电池片成本和价格的下降。2016年以来,随着单多晶市场份额的逆转,电池价格在过去三年里下降了2/3,其驱动力一方面来自单晶硅片成本的快速下降,另一方面来自PERC技术渗透率提升大幅提高了电池转换效率。截至2019年,单晶产品市占率超过65%。

2、原材料在西部,应用端在东部

2019年我国光伏产品产能分布较为广泛,上游多晶硅和硅片的产能主要集中在电价更低的西部地区,尤其是新疆、四川、宁夏、云南等地。中下游电池片和组件主要集中在东部地区,如浙江和江苏,两者产能占全国产能比重超过60%。

3、太阳能电池仍存在较大的发展空间

我国的太阳能电池发展规模远小于欧美市场,以至于欧美市场对太阳能电池的补贴已经开始下滑,而我国的补贴力度仍然很大。在政府的补贴下,随着行业竞争的加剧,尤其是行业技术更新换代升级,小企业将因技术跟不上大规模企业,技术的落后导致众多企业逐年被市场淘汰。因此,总的结果是太阳能电池行业集中度逐年上升。

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2026-05-07 16:18:42

太阳能电池的结构工作原理和制造技术

近几年来,受世界太阳能电池发展“热潮”的影响,我国太阳能电池产业发展空前高涨,本文收集了太阳能电池的一些有关技术,以供读者参考。

(一)太阳能电池的发展历史:

太阳能电池是产生光生伏打效应(简称光伏效应)的半导体器件。因此,太阳能电池又称为光伏电池,太阳能电池产业又称为光伏产业。

1954年世界第一块实用化太阳能电池在美国贝尔实验室问世,幷首先应用于空间技术。当时太阳能电池的转换效率为8%。1973年世界爆发石油危机,从此之后,人们普遍对于太阳能电池关注,近10几年来,随着世界能源短缺和环境污染等问题日趋严重,太阳能电池的清洁性、安全性、长寿命,免维护以及资源可再生性等优点更加显现。一些发达国家制定了一系列鼓舞光伏发电的优惠政策,幷实施庞大的光伏工程计划,为太阳能电池产业创造了良好的发展机遇和巨大的市场空间,太阳能电池产业进入了高速发展时期,幷带动了上游多晶硅材料业和下游太阳能电池设备业的发展。在1997-2006年的10年中,世界光伏产业扩大了20倍,今后10年世界光伏产业仍以每年30%以上的增长速度发展。

世界太阳能电池的发展历史如表1所示:

表1 世界太阳能电池发展的主要节点

年份 重要节点

1954 美国贝尔实验室发明单晶硅太阳能电池,效率为6%

1955 第一个光伏航标灯问世,美国RCA发明Ga As太阳能电池

1958 太阳能电池首次装备于美国先锋1号卫星,转换效率为8%。

1959 第一个单晶硅太阳能电池问世。

1960 太阳能电池首次实现并网运行。

1974 突破反射绒面技术,硅太阳能电池效率达到18%。

1975 非晶硅及带硅太阳能电池问世

1978 美国建成100KW光伏电站

1980 单晶硅太阳能电池效率达到20%,多晶硅为14.5%,Ga As为22.5%

1986 美国建成6.5KW光伏电站

1990 德国提出“2000光伏屋顶计划”

1995 高效聚光Ga As太阳能电池问世,效率达32%。

1997 美国提出“克林顿总统百万太阳能屋顶计划

日本提出“新阳光计划”

1998 单晶硅太阳能电池效率达到24.7%,荷兰提出“百万光伏屋顶计划”

2000 世界太阳能电池总产量达287MW,欧洲计划2010年生产60亿瓦光伏电池。

(二)、太阳能电池的种类

(三)、硅太阳能电池的结构及工作原理

硅太阳能电池的外形及基本结构如图1。基本材料为P型单晶硅,厚度为0.3—0.5mm左右。上表面为N+型区,构成一个PN+结。顶区表面有栅状金属电极,硅片背面为金属底电极。上下电极分别与N+区和P区形成欧姆接触,整个上表面还均匀覆盖着减反射膜。

当入发射光照在电池表面时,光子穿过减反射膜进入硅中,能量大于硅禁带宽度的光子在N+区,PN+结空间电荷区和P区中激发出光生电子——空穴对。各区中的光生载流子如果在复合前能越过耗尽区,就对发光电压作出贡献。光生电子留于N+区,光生空穴留于P区,在PN+结的两侧形成正负电荷的积累,产生光生电压,此为光生伏打效应。当光伏电池两端接一负载后,光电池就从P区经负载流至N+区,负载中就有功率输出。

太阳能电池各区对不同波长光的敏感型是不同的。靠近顶区湿产生阳光电流对短波长的紫光(或紫外光)敏感,约占总光源电流的5-10%(随N+区厚度而变),PN+结空间电荷的光生电流对可见光敏感,约占5 %左右。电池基体区域产生的光电流对红外光敏感,占80-90%,是光生电流的主要组成部分。

(四)、太阳能电池的制造技术

晶体硅太阳能电池的制造工艺流程如图2。提高太阳能电池的转换效率和降低成本是太阳能电池技术发展的主流。

1、 具体的制造工艺技术说明如下:

(1) 切片:采用多线切割,将硅棒切割成正方形的硅片。

(2) 清洗:用常规的硅片清洗方法清洗,然后用酸(或碱)溶液将硅片表面切割损伤层除去30-50um。

(3) 制备绒面:用碱溶液对硅片进行各向异性腐蚀在硅片表面制备绒面。

(4) 磷扩散:采用涂布源(或液态源,或固态氮化磷片状源)进行扩散,制成PN+结,结深一般为0.3-0.5um。

(5) 周边刻蚀:扩散时在硅片周边表面形成的扩散层,会使电池上下电极短路,用掩蔽湿法腐蚀或等离子干法腐蚀去除周边扩散层。

(6) 去除背面PN+结。常用湿法腐蚀或磨片法除去背面PN+结。

(7) 制作上下电极:用真空蒸镀、化学镀镍或铝浆印刷烧结等工艺。先制作下电极,然后制作上电极。铝浆印刷是大量采用的工艺方法。

(8) 制作减反射膜:为了减少入反射损失,要在硅片表面上覆盖一层减反射膜。制作减反射膜的材料有MgF2 ,SiO2 ,Al2O3 ,SiO ,Si3N4 ,TiO2 ,Ta2O5等。工艺方法可用真空镀膜法、离子镀膜法,溅射法、印刷法、PECVD法或喷涂法等。

(9) 烧结:将电池芯片烧结于镍或铜的底板上。

(10)测试分档:按规定参数规范,测试分类。

由此可见,太阳能电池芯片的制造采用的工艺方法与半导体器件基本相同,生产的工艺设备也基本相同,但工艺加工精度远低于集成电路芯片的制造要求,这为太阳能电池的规模生产提供了有利条件。

(五)、太阳能电池的芯片尺寸:

规模化生产太阳能电池的芯片尺寸分别为(103×103)mm2、(125×125)mm2、(156×156) mm2和(210×210)mm2的方片。目前的主流仍是(156×156)mm2,2007年将过渡到(210×210)mm2为主流芯片。最近德国已推出了代表国际最先进的(210×210)mm2硅片全自动生产设备。

芯片的厚度也愈来愈薄,从→300→ 270→ 240 →210 →180 um,目前晶体硅片主要使用厚度为210—240um。

(六)、太阳能电池的芯片材料及转换效率:

1、 晶体硅(单晶硅和多晶硅)太阳能电池:

2004年晶体硅太阳能电池占总量的84.6 %,生产技术成熟,是光伏产业的主导产品。在光伏产业中占据着统治地位。

对于高效单晶硅太阳能电池,国际公认澳大利亚新南威尔士大学达到了最高转换效率为24.7%,目前世界技术先进产品转换效率为19-20 %。对于多晶硅太阳能电池澳大利亚新南威尔士大学多晶硅电池效率已突破19.8%,技术先进产品的效率为15-18 %。

2、 非晶体硅太阳能电池:

α-Si(非晶硅)太阳能电池一般采用高频辉光使硅烷分解沉积而成。由于分解温度低(250-500 0C),可在薄玻璃、陶瓷、不锈钢和塑料底片上沉积1um厚的薄膜,且易于大面积化。非晶硅太阳能电池多数采用PIN结构,有时还制成多层叠层式结构。

非晶硅太阳能电池大量生产的大面积产品的转换效率为10-12 %,小面积产品转换效率已提高到14.6%,叠层结构电池的最高效率为21 %。

3、 砷化镓(GaAs)太阳能电池:

GaAs太阳能电池多数采用液相外延法或MOCVD技术制备,GaAs太阳能电池的效率可高达29.5%,一般在19.5%左右。产品具有耐高温和抗辐射特点,但生产成本较高,产量受限,主要用作空间电源。以硅片为衬底,拥MOCVD方法制造GaAs /Si异质结太阳能电池是降低成本很有希望的方法,最高效率23.3 %,GaAs 叠层结构的太阳能电池效率接近40 %。

4、 其他化合物半导体太阳能电池:

这方面主要有CIS (铜铟硒)薄膜、CdTe (碲化镉)薄膜和InP(磷化铟) 太阳能电池等。这些太阳能电池的结构与非晶硅电池相似。但CIS薄膜一般厚度为2-3um,已达到的转换效率为17.7 %。CdTe薄膜很适合于制作太阳能电池。其理论转换效率达30 %,目前国际先进水平转换效率为15.8 %,多用于空间方面。2004年世界各种太阳能电池产量的种类分布如表2

表2 2004年世界各种太阳能电池产量的种类分布

序号 太阳能电池种类 总产量(MW) 百分比( % )

1 单晶硅平板电池 314.4 28.6

2 多晶硅平板电池 669.2 56.0

3 非晶硅(室内室外) 47.1 3.9

4 带硅电池 41..0 3.4

5 CdTea(碲化镉)电池 13.0 1.1

6 CIS (铜铟硒) 3.0 0.25

7 非晶硅/单晶硅电池 80.0 6.7

总量 1195.2 100

(七)、提高太阳能电池效率的特殊技术:

晶体硅太阳能电池的理论效率为25%(AMO1.0光谱条件下)。太阳能电池的理论效率与入射光能转变成电流之前的各种可能损耗的因素有关。其中,有些因素由太阳能电池的基本物理决定的,有些则与材料和工艺相关。从提高太阳能电池效率的原理上讲,应从以下几方面着手:

1、 减少太阳能电池薄膜光反射的损失

2、 降低PN结的正向电池(俗称太阳能电池暗电流)

3、 PN结的空间电荷区宽度减少,幷减少空间电荷区的复合中心。

4、 提高硅晶体中少数载流子寿命,即减少重金属杂质含量和其他可作为复合中心的杂质,晶体结构缺陷等。

5、 当采取太阳能电池硅晶体各区厚度和其他结构参数。

目前提高太阳能电池效率的主要措施如下,而各项措施的采用往往引导出相应的新的工艺技术。

(1) 选择长载流子寿命的高性能衬底硅晶体。

(2) 太阳能电池芯片表面制造绒面或倒金字塔多坑表面结构。电池芯片背面制作背面镜,以降低表面反射和构成良好的隔光机制。

(3) 合理设计发射结结构,以收集尽可能多的光生载流子。

(4) 采用高性能表面钝化膜,以降低表面复合速率。

(5) 采用深结结构,幷在金属接触处加强钝化。

(6) 合理的电极接触设计以达到低串联电阻等。

(八)、太阳能电池的产业链

(九)、上海太阳能电池产业概况:

上海对于光电转换器件的研究起步于1959年。当时在中科院技术物理研究所和上海科技大学等单位作为光电探测器件课题进行研究。上世纪八十年代,上海仪表局所属的上海半导体器件八厂等单位生产小功率的兰硅光电池在市场上销售。八十年代后期,受世界太阳能电池产业迅速发展的影响,上海开始建立专业的太阳能电池芯片生产企业和专业的研究机构。近10年多来,随着我国太阳能电池“热潮”的到来,制造太阳能电池组件的企业纷纷建立,而且随着单晶硅和多晶硅材料供应紧张,许多小型的硅单晶企业也蜂涌而至。从上世纪九十年代以来,上海的太阳能电池产业逐步形成规模。

目前,上海地区从事太阳能电池芯片、组件、硅材料和设备生产和技术研究的单位共20余个。

其中,太阳能电池芯片制造的主要企业有上海太阳能科技有限公司、上海泰阳公司等。2006年中芯国际(上海)公司Fab 10建成投产,利用8英寸硅单晶硅片制造太阳能电池芯片,开创了上海利用8英寸多晶硅片制造太阳能电池的新范例。目前,上海太阳能电池芯片的产量在30-40MW左右。上海太阳能电池组件的生产企业共有10个左右。主要企业仍有上海太阳能科技有限公司和上海泰阳公司(与上海交通大学合作)等。目前上海太阳能电池组件的产量为50-70 MW左右。由于太阳能电池组件生产技术及设备要求较为简单,因此,太阳能电池组件生产企业中,有多家为民营企业。由于国内太阳能电池芯片供应不足,这些企业往往采用进口芯片组装后绝大部分返销境外,仅少数投放国内市场。

近几年来,由于可提供太阳能电池芯片生产的硅单晶片和硅多晶硅片严重短缺,价格不断大幅度上升,例如2003年进口电子级多晶硅每公斤为22-25美元,而2006年进口同样多晶硅的价格上升200%至300%,有些经销商转手倒卖时,价格甚至抬高5至8倍。在这种情况下,许多中小型的硅单晶生产企业蜂涌而至。从上世纪九十年代以来,在上海及周边地区建立中小型太阳能电池硅单晶(或硅多晶)的生产企业达4至5个之多。上海通用硅有限公司和上海卡姆丹克公司(合资企业)是其中有代表性的企业。它们各具有许多直拉单晶炉,可以拉制5.5〃,6〃,6.5〃和8〃直径的硅单晶,形成了可供年产25——30MW太阳能电池芯片的市场。但是由于多晶硅原材料供应不足,这些企业拉制的硅单晶原材料只能供给生产20MW太阳能电池芯片所用。因此,硅材料缺乏已成为抑制上海(乃至全国)太阳能电池产业封装的瓶颈。因此,通过上海与外省市的合作发展多晶硅产业已是涉及到微电子产业和太阳能电池产业的战略问题。

(十)中芯国际(上海)的经验:

中芯国际(上海)为国内集成电路(或半导体器件)芯片制造企业开展太阳能电池芯片或组件生产走出了一条成功之路,从中芯国际(上海)Fab10投产的实践来看,证明了以下事实,即集成电路(或半导体器件)芯片制造企业太阳能电池芯片具有许多有利条件:

● 基本工艺相同;

● 废旧硅圆片可充分利用,有利于降低制造成本;

● 生产线设备基本上可用进口设备或国产设备节省投资;

● 太阳能电池芯片制造若延伸至组件制造,更有利于企业获得较好效益。

但由于集成电路(或半导体器件)芯片制造企业的可利用的单晶硅片数量有限,因此当太阳能电池芯片生产规模扩大时必须考虑其他晶体硅的来源

忧郁的音响
俊逸的鞋垫
2026-05-07 16:18:42

行业主要上市公司:隆基股份(601012)晶澳科技(002459)晶科能源(688223)通威股份(600438)天合光能(688599)等

本文核心数据:光伏发电板块上市公司研发费用光伏发电相关论文发表数量

全文统计口径说明:1)论文发表数量统计以“solar pv”、“solar

photovoltaic”为关键词,选择“中国”、“论文”筛选。2)统计时间截至2022年8月29日。3)若有特殊统计口径会在图表下方备注。

光伏发电行业技术概况

1、技术原理及类型

(1)光伏发电行业技术原理

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术,其发电原理如下。

(2)光伏发电种类

光伏发电一般分为两类:集中式发电和分布式发电,集中式发电主要为大型地面光伏系统分布式发电主要应用于商业/工业、建筑屋顶。

2、技术全景图:主要为光伏电池技术路线

光伏发电行业的产业链中游为电池片、电池组件和系统集成,其中各类光伏电池技术为重点技术路线。根据半导体材料的不同,光伏电池技术主要包括晶硅电池、薄膜电池以及叠层和新结构电池(第三代电池)。

晶硅电池是研究最早、最先进入应用的第一代太阳能电池技术,按照材料的形态可分为单晶硅电池和多晶硅电池,其中单晶硅电池根据基体硅片掺杂不同又分为P型电池和N型电池。目前应用最为广泛的单晶PERC电池即为P型单晶硅电池,而TOPCon、HJT、IBC等新型太阳能电池技术主要是指N型单晶硅电池。

薄膜光伏电池分为硅基薄膜电池和化合物薄膜电池,以铜铟稼硒(CIGS)、锑化镉(CdTe)和砷化镓(GaAs)等的化合物薄膜电池为代表。

叠层、新结构电池包括有机太阳能电池、铜锌锡硫化物电池、钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池等。

光伏发电行业技术发展历程:电池技术路线演变拉动

光伏发电行业技术发展主要是由光伏电池技术路线演变拉动的,从以硅系电池为代表的第一代光伏电池、到以铜铟稼硒(CIGS)、锑化镉(CdTe)和砷化镓(GaAs)等材料的薄膜电池为代表的第二代光伏电池,如今光伏电池技术已发展至第三代,第三代光伏电池技术主要包括有机太阳能电池、铜锌锡硫化物电池、钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池等,具有薄膜化、转换效率高、原料丰富且无毒的优势。

光伏发电行业技术政策背景:政策加持技术水平提升

近年来,我国出台一系列光伏发电技术及研发的相关政策,通过政策指导,行业加快光伏发电技术的推广和革新,促进光伏发电产业的快速发展。

光伏发电行业技术发展现状

1、光伏发电行业技术科研投入现状

(1)国家重点研发计划项目

据已公开的国家重点研发计划项目,2018-2021年我国光伏发电技术相关国家重点研发计划项目共计15项。

注:2019年未公布光伏发电技术相关国家重点研发计划项目。

(2)A股上市企业研发费用

光伏发电行业经过多年发展,产品相对成熟,但行业整体研发投入水平较高。从A股市场来看,2017-2021年,我国光伏板块上市公司研发总费用逐年增长,2022年第一季度,光伏板块上市公司研发总费用约281.13亿元。

2、光伏发电技术科研创新成果

(1)论文发表数量

从光伏发电相关论文发表数量来看,2010年至今我国光伏发电相关论文发表数量呈现逐年递增的趋势,可见光伏发电科研热度持续走高。截至2022年8月,我国已有18289篇光伏发电相关论文发表。

注:统计时间截至2022年8月。

(2)技术创新热点

通过创新词云可以了解光伏发电行业内最热门的技术主题词,分析该技术领域内最新重点研发的主题。通过智慧芽提取该技术领域中近约5000条专利中最常见的关键词,其中,光伏组件、太阳能、光伏板、太阳能板、光伏发电、太阳能电池板、逆变器等关键词涉及的专利数量较多,说明光伏发电行业研发和创新重点集中于光伏组件和光伏板等领域。

(3)专利聚焦领域

从光伏发电专利聚焦的领域看,目前光伏发电专利聚焦领域较明显,其主要聚焦于太阳能、光伏板、太阳能电池、光伏组件等。

主要光伏电池技术对比分析

从技术水平来看,硅、砷化镓、磷化铟、碲化镉和铜铟硒多元化合物(铜铟镓硒是其典型代表)是可选光伏材料中综合性能的最佳集合。而它们各方面性能的优劣,直接导致了目前光伏电池技术百花齐放的现状。

注:平均转换效率均只记正面效率。

光伏发电行业技术发展痛点及突破

1、光伏发电行业技术发展痛点

(1)硅基光伏电池:P型电池转换效率低

由于电池片的光电转换效率直接影响整个光伏系统的效益,因此光伏电池的光电转换效率十分重要,光电转换效率的提升主要依靠技术更新换代。现阶段,晶硅光伏电池面临着转换效率较低的问题,尤其是P型电池。

据德国哈梅林太阳能研究所(ISFH),PERC电池的理论极限效率为24.5%,PERC产线的量产效率已经达到23%,逐步逼近理论极限效率。

(2)薄膜电池量产转换效率低

薄膜光伏电池具有衰减低、重量轻、材料消耗少、制备能耗低、适合与建筑结合(BIPV)等特点,但薄膜电池面临着量产转换效率低的问题,性价比较低。

2、光伏发电行业技术发展突破

(1)N型电池技术突破P型电池极限转换效率

相较于P型电池,N型电池技术少子寿命高、无光致衰减、弱光效应好且温度系数小,转换效率更高。面临P型电池逐步逼近理论效率极限,N型电池技术能够突破P型电池的理论效率极限并达到更高转换效率。据中国光伏行业协会(CPIA),2022-2023年N型电池技术的平均转换效率就可以达到PERC电池的理论极限效率(24.5%)。

(2)钙钛矿电池可实现高转换效率

钙钛矿电池是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的第三代太阳能电池,钙钛矿材料的吸光能力强于晶硅材料,因此钙钛矿电池能够实现高转换效率。除了拥有高转换效率,钙钛矿电池还具备价格低、投资小、制备简单等优势。

光伏发电行业技术发展方向及趋势:降本增效

2022年8月,工信部五部门联合印发的《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》,提出通过5-8年时间,在太阳能装备方面重点发展高效低成本光伏电池技术,包括推动TOPCon、HJT、IBC等晶体硅太阳能电池技术和钙钛矿、叠层电池组件技术产业化,开展新型高效低成本光伏电池技术研究和应用等。

可见,未来光伏发电技术将向着降本增效方向发展,一方面由于现有光伏电池逐渐逼近最高理论转换效率,因此更高转换效率的电池将成为光伏电池技术发展方向另一方面,光伏组件转换效率的提升以及制造成本的降低,是降低光伏电站建设成本,并最终降低光伏发电成本的关键因素。

「前瞻碳中和战略研究院」聚焦碳中和领域的政策、技术、产品等开展研究,瞄准国际科技前沿,服务国家重大战略需求,围绕“碳中和”开展有组织、有规划科研攻关,促进碳中和技术成果转化和推广应用,为企业创新找到技术突破口,为各级政府提供碳达峰、碳中和的战略路径管理咨询和技术咨询。院长徐文强博士毕业于美国加州大学伯克利分校,二十余年来一直深耕于低碳清洁能源和绿色材料领域的基础研究、产品开发和产业化,拥有55项专利、33篇论文,并已将30多种产品推向市场,创造商业价值50+亿元,专注于氢能、太阳能、储能等清洁能源研究。

以上数据参考前瞻产业研究院《光伏发电行业技术趋势前瞻及投资价值战略咨询报告》。

行业主要上市公司:隆基股份(601012)晶澳科技(002459)晶科能源(688223)通威股份(600438)天合光能(688599)等

本文核心数据:光伏发电板块上市公司研发费用光伏发电相关论文发表数量

全文统计口径说明:1)论文发表数量统计以“solar pv”、“solar

photovoltaic”为关键词,选择“中国”、“论文”筛选。2)统计时间截至2022年8月29日。3)若有特殊统计口径会在图表下方备注。

光伏发电行业技术概况

1、技术原理及类型

(1)光伏发电行业技术原理

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术,其发电原理如下。

(2)光伏发电种类

光伏发电一般分为两类:集中式发电和分布式发电,集中式发电主要为大型地面光伏系统分布式发电主要应用于商业/工业、建筑屋顶。

2、技术全景图:主要为光伏电池技术路线

光伏发电行业的产业链中游为电池片、电池组件和系统集成,其中各类光伏电池技术为重点技术路线。根据半导体材料的不同,光伏电池技术主要包括晶硅电池、薄膜电池以及叠层和新结构电池(第三代电池)。

晶硅电池是研究最早、最先进入应用的第一代太阳能电池技术,按照材料的形态可分为单晶硅电池和多晶硅电池,其中单晶硅电池根据基体硅片掺杂不同又分为P型电池和N型电池。目前应用最为广泛的单晶PERC电池即为P型单晶硅电池,而TOPCon、HJT、IBC等新型太阳能电池技术主要是指N型单晶硅电池。

薄膜光伏电池分为硅基薄膜电池和化合物薄膜电池,以铜铟稼硒(CIGS)、锑化镉(CdTe)和砷化镓(GaAs)等的化合物薄膜电池为代表。

叠层、新结构电池包括有机太阳能电池、铜锌锡硫化物电池、钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池等。

光伏发电行业技术发展历程:电池技术路线演变拉动

光伏发电行业技术发展主要是由光伏电池技术路线演变拉动的,从以硅系电池为代表的第一代光伏电池、到以铜铟稼硒(CIGS)、锑化镉(CdTe)和砷化镓(GaAs)等材料的薄膜电池为代表的第二代光伏电池,如今光伏电池技术已发展至第三代,第三代光伏电池技术主要包括有机太阳能电池、铜锌锡硫化物电池、钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池等,具有薄膜化、转换效率高、原料丰富且无毒的优势。

光伏发电行业技术政策背景:政策加持技术水平提升

近年来,我国出台一系列光伏发电技术及研发的相关政策,通过政策指导,行业加快光伏发电技术的推广和革新,促进光伏发电产业的快速发展。

光伏发电行业技术发展现状

1、光伏发电行业技术科研投入现状

(1)国家重点研发计划项目

据已公开的国家重点研发计划项目,2018-2021年我国光伏发电技术相关国家重点研发计划项目共计15项。

注:2019年未公布光伏发电技术相关国家重点研发计划项目。

(2)A股上市企业研发费用

光伏发电行业经过多年发展,产品相对成熟,但行业整体研发投入水平较高。从A股市场来看,2017-2021年,我国光伏板块上市公司研发总费用逐年增长,2022年第一季度,光伏板块上市公司研发总费用约281.13亿元。

2、光伏发电技术科研创新成果

(1)论文发表数量

从光伏发电相关论文发表数量来看,2010年至今我国光伏发电相关论文发表数量呈现逐年递增的趋势,可见光伏发电科研热度持续走高。截至2022年8月,我国已有18289篇光伏发电相关论文发表。

注:统计时间截至2022年8月。

(2)技术创新热点

通过创新词云可以了解光伏发电行业内最热门的技术主题词,分析该技术领域内最新重点研发的主题。通过智慧芽提取该技术领域中近约5000条专利中最常见的关键词,其中,光伏组件、太阳能、光伏板、太阳能板、光伏发电、太阳能电池板、逆变器等关键词涉及的专利数量较多,说明光伏发电行业研发和创新重点集中于光伏组件和光伏板等领域。

(3)专利聚焦领域

从光伏发电专利聚焦的领域看,目前光伏发电专利聚焦领域较明显,其主要聚焦于太阳能、光伏板、太阳能电池、光伏组件等。

主要光伏电池技术对比分析

从技术水平来看,硅、砷化镓、磷化铟、碲化镉和铜铟硒多元化合物(铜铟镓硒是其典型代表)是可选光伏材料中综合性能的最佳集合。而它们各方面性能的优劣,直接导致了目前光伏电池技术百花齐放的现状。

注:平均转换效率均只记正面效率。

光伏发电行业技术发展痛点及突破

1、光伏发电行业技术发展痛点

(1)硅基光伏电池:P型电池转换效率低

由于电池片的光电转换效率直接影响整个光伏系统的效益,因此光伏电池的光电转换效率十分重要,光电转换效率的提升主要依靠技术更新换代。现阶段,晶硅光伏电池面临着转换效率较低的问题,尤其是P型电池。

据德国哈梅林太阳能研究所(ISFH),PERC电池的理论极限效率为24.5%,PERC产线的量产效率已经达到23%,逐步逼近理论极限效率。

(2)薄膜电池量产转换效率低

薄膜光伏电池具有衰减低、重量轻、材料消耗少、制备能耗低、适合与建筑结合(BIPV)等特点,但薄膜电池面临着量产转换效率低的问题,性价比较低。

2、光伏发电行业技术发展突破

(1)N型电池技术突破P型电池极限转换效率

相较于P型电池,N型电池技术少子寿命高、无光致衰减、弱光效应好且温度系数小,转换效率更高。面临P型电池逐步逼近理论效率极限,N型电池技术能够突破P型电池的理论效率极限并达到更高转换效率。据中国光伏行业协会(CPIA),2022-2023年N型电池技术的平均转换效率就可以达到PERC电池的理论极限效率(24.5%)。

(2)钙钛矿电池可实现高转换效率

钙钛矿电池是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的第三代太阳能电池,钙钛矿材料的吸光能力强于晶硅材料,因此钙钛矿电池能够实现高转换效率。除了拥有高转换效率,钙钛矿电池还具备价格低、投资小、制备简单等优势。

光伏发电行业技术发展方向及趋势:降本增效

2022年8月,工信部五部门联合印发的《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》,提出通过5-8年时间,在太阳能装备方面重点发展高效低成本光伏电池技术,包括推动TOPCon、HJT、IBC等晶体硅太阳能电池技术和钙钛矿、叠层电池组件技术产业化,开展新型高效低成本光伏电池技术研究和应用等。

可见,未来光伏发电技术将向着降本增效方向发展,一方面由于现有光伏电池逐渐逼近最高理论转换效率,因此更高转换效率的电池将成为光伏电池技术发展方向另一方面,光伏组件转换效率的提升以及制造成本的降低,是降低光伏电站建设成本,并最终降低光伏发电成本的关键因素。

「前瞻碳中和战略研究院」聚焦碳中和领域的政策、技术、产品等开展研究,瞄准国际科技前沿,服务国家重大战略需求,围绕“碳中和”开展有组织、有规划科研攻关,促进碳中和技术成果转化和推广应用,为企业创新找到技术突破口,为各级政府提供碳达峰、碳中和的战略路径管理咨询和技术咨询。院长徐文强博士毕业于美国加州大学伯克利分校,二十余年来一直深耕于低碳清洁能源和绿色材料领域的基础研究、产品开发和产业化,拥有55项专利、33篇论文,并已将30多种产品推向市场,创造商业价值50+亿元,专注于氢能、太阳能、储能等清洁能源研究。

以上数据参考前瞻产业研究院《光伏发电行业技术趋势前瞻及投资价值战略咨询报告》

结实的电灯胆
无限的小蘑菇
2026-05-07 16:18:42
步骤:

第一步:将特定宽度的导电带卷,拉伸出一定长度后切割形成导电带,在导电带上开出均等有序且交错的狭长割缝;

第二步:再将导电带的左右施力使其张开,形成网状导电带;

第三步:将其中一张电池片粘附在网状导电带上方一端,另一张相邻的电池片粘附在位于上述网状导电带下方另一端,且上述另一张电池片的上方又粘附另一张网状导电带,以此结构依次将若干个电池片串连,网状导电带覆盖电池片上全部主栅线,形成全区域电池片的导通效果,形成电池阵列。

优选的,所述导电带上开出均等有序且交错的狭长割缝可以用切割模具或激光割出。割出的割缝相对均等,没有误差。

优选的,导电带具有双面导电胶。就可以直接粘贴在电池片上。

优选的,所述导电带为金属材料、合金材料或导电材料制成的带状结构。

采用上述结构后,本发明在导电带上开出均等有序且交错的狭长割缝,再将导电带的左右施力使其张开,形成网状导电带。网状导电带代替现有的若干条焊带,将若干个电池片导通形成电池阵列。因此交错的网状结构,相较传统平行焊带连接的方式,增加电池片的表面强度,更可有效降低电池片裂片所造成功率减低的影响,满足了多栅电池片串接需求,降低生产成本。

附图说明

图1是背景技术中从二栅至六栅电池片的变化图;

图2是现有技术的多个电池片采用铝箔焊带串接结构图;

图3是本发明生产工艺图;

图4是本发明电池片串接示意图;

图5是本发明若干个电池片串接后示意图。

具体实施方式

以下结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细的说明。

一种光伏电池片串连方法,包括以下步骤:

参见图3a所示,第一步:将特定宽度的导电带卷,拉伸出一定长度后切割形成导电带1。参见图3b所示,在导电带1上狭长割缝2;导电带1具有双面导电胶,可以直接粘贴在电池片4上,且割缝2的长度根据电池片4的宽度和主栅线41多少而定,每条割缝2必须是长度出均,且相互交布置。割缝2可以用切割模具切割,也可以用激光割出。

第二步:参见图3c所示,再将导电带1的左右施力使其张开,形成网状导电带3;可以采用机械手将切割后的导电带1左右固定,并且左右施力,形成均匀不变形的网状导电带3,保证网状导电带3的每条网格不被拉断即可。

第三步:参见图4所示,将其中一张电池片4粘附在网状导电带3上方一端,另一张相邻的电池片4粘附在位于上述网状导电带3下方另一端,且上述另一张电池片4的上方又粘附另一张网状导电带3。参见图5所示,以此结构依次将若干个电池片4串连,网状导电带3覆盖电池片4上全部主栅线41,就形成了电池阵列,形成全区域电池片4的导通效果。

导电带1为金、银、铁、锡、铅、铝等金属、合金或其他易导电材料制成的带状结构。

本发明在实际使用过程中,不仅可以增加每张电池片4的结构强度。而且如果需要在电池片4上增加主栅线41数量,该网状导电带3始终能起到串接作用,降低设备升级带来的生产成本。

技术特征:

1.一种光伏电池片串连方法,其特征在于:包括以下步骤:

第一步:将特定宽度的导电带卷,拉伸出一定长度后切割形成导电带(1),在导电带(1)上开出均等有序且交错的狭长割缝(2);

第二步:再将导电带(1)的左右施力使其张开,形成网状导电带(3);

第三步:将其中一张电池片(4)粘附在网状导电带(3)上方一端,另一张相邻的电池片(4)粘附在位于上述网状导电带(3)下方另一端,且上述另一张电池片(4)的上方又粘附另一张网状导电带(3),以此结构依次将若干个电池片(4)串连,网状导电带(3)覆盖电池片(4)上全部主栅线(41),形成全区域电池片(4)的导通效果,形成电池阵列。

2.根据权利要求1所述的光伏电池片串连方法,其特征在于:所述导电带(1)上开出均等有序且交错的狭长割缝(2)可以用切割模具或激光割出。

3.根据权利要求1所述的光伏电池片串连方法,其特征在于:所述导电带(1)具有双面导电胶。

4.根据权利要求1所述的光伏电池片串连方法,其特征在于:所述导电带(1)为金属材料、合金材料或导电材料制成的带状结构。

技术总结

本发明涉及一种光伏电池片串连方法,包括以下步骤:第一步:将特定宽度的导电带卷,拉伸出一定长度后切割形成导电带,在导电带上开出均等有序且交错的狭长割缝;第二步:再将导电带的左右施力使其张开,形成网状导电带;第三步:将其中一张电池片粘附在网状导电带上方一端,另一张相邻的电池片粘附在位于上述网状导电带下方另一端,且上述另一张电池片的上方又粘附另一张网状导电带,以此结构依次将若干个电池片串连,网状导电带覆盖电池片上全部主栅线,形成全区域电池片的导通效果,形成电池阵列。本发明可以增加电池片表面结构强度,减低裂片对组件发电影响,同时可满足市面上各类型多栅电池片的串接使用,降低生产成本。

技术研发人员:汤鸿祥陈彦全许泛玮

受保护的技术使用者:沃沛斯(常州)能源科技有限公司

技术研发日:2019.08.20

技术公布日:2020.08.25

自由的背包
等待的大侠
2026-05-07 16:18:42
背景

碳达峰与碳中和:通过各种手段抵消生产过程中排放的二氧化碳 , 最终实现二氧化碳的零排放。

过去十年光伏发电成本已下降了超过90% , 甚至在部分国家已经低于常规能源 , 实现了平价上网 ( 接入电网 )

产业链

行业上游为从硅料到硅片的原材料制备环节 ;

中游则是从光伏电池开始到光伏组件的制造环节 , 负责生产有效发电设备 ;

下游则是应用端 , 即光伏发电系统。

1.硅料(通威股份,大全能源,保利协鑫)

2.硅片( 隆基,中环,上机数控)

3.电池片(通威股份,爱旭股份)

HJT topCon

4.组件(晶澳科技)

需要辅材配合

5.电站(晶科科技 京运通 太阳能)

需要逆变器配合

一体化企业:隆基,晶澳科技,天合光能

光伏设备:迈为股份 捷佳伟创 金辰股份

光伏硅料 : 掌控产业上游

工业硅为原料,经一系列的物理化学反应提纯后达到一定纯度的电子材料,是信息产业和新能源产业最基础的原材料.

注:这里的多晶硅料与多晶硅片不是一个概念,多晶硅片是光伏中游的产品。

硅料在光伏产业链的成本比重越来越小(技术进步),目前已经从90%下降到了45%。

制作工艺:改良西门子法,硅烷流化床法(成本优势,但是技术相对不成熟)

硅料涨价(特别是21年):供应商惜售,抬价;确实存在产能不足。会对下游利润和需求造成压制。

通威股份,大全能源,保利协鑫

光伏硅片 : 单晶硅对多晶硅实现全面替代

硅片是产业链上游的末端 ,是光伏产品的起点,其形状 、 大小与薄厚取决于生产工艺与下游产品设计需求 。 硅片进一步加工即是晶硅电池片 , 而电池片经排列 、 封装并与其它辅材组合后即是太阳能电池板 , 光伏系统最小有效发电单位。

简单概括硅片的生产工艺 : 将上一节所说的多晶硅料经过一系列工序后 , 拉棒制成单晶硅棒 , 或铸锭制成多晶硅锭 , 再进行切片制成硅片。

单晶硅光电转化效率更高(尤其是PERC电池为代表的新一代电池技术),随着技术进步,基本全面取代多晶硅。

当前光伏硅片有5种主流尺寸 , 分别为

156.75mm 、 158.75mm 已经淘汰

166mm(主流) 、182mm 、210mm(趋势)。

大尺寸化正在加快,大尺寸的成本低,效率高。

目前降低耗硅量的主要方式为降低硅片厚度与减少切片损耗。

目前光伏产业上游的发展路线十分清晰 , 一切围绕降本展开。

隆基,中环,上机数控

光伏电池 : 持续升级 , 快速进步

中游的起点。所谓光伏电池 , 是一种利用太阳能发电的半导体薄片 。 只要满足一定光照条件 , 电池片就可输出电压 , 并在有回路的情况下产生电流。

最重要的指标为发电功率。

技术路线:

单晶硅PERC电池:产能高,技术成熟。未来提升光电转换率的空间不高。

N型电池 :光电转换率高,技术相对成熟

TOPCon: 理论光电转换效率极高 , 达到28.7%,对生产线要求不高,可以在现有生产线升级而来,对前期投资更加友好。但是生产工艺复杂(12-13道。),因为工艺负责也推高了生产成本。

HJT:最有希望成为下一代主流的技术路线。工序少(4道),但是成本高(对原材料要求高,目前PERC设备不兼容)

IBC:转换效率最高的技术路线,但是技术不成熟,工艺要求高,面临的困难远大于前两者。

薄膜型太阳能电池,衰减低 、重量轻 、材料消耗少 、制备能耗低 、适合与建筑结合等特点 。但由于仍处于研发的早期阶段,转换效率并不高。商业化上的困难较大。

通威股份,爱旭股份

光伏组件 : 太阳能发电的根基

光伏组件 , 或太阳能电池板 , 两者指的是同一个产品。

光伏组件的制备主要包括电池片互联和层压两大步骤 :

电池片互联:伏组件的标准电池片数量为60片或72片 , 对应以10或12条铜线作为汇流条将其连接起来 , 6组互联为一个光伏组件。

层压:在电池片互联后 , 一般需按照钢化玻璃 、 胶膜 、 电池片 、 背板以从下到上的顺序 , 经过层压的方式封装在一起 , 背板与钢化玻璃将电池片和胶膜封装在内部 , 通过铝边框和硅胶密封边缘保护。

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光伏辅材 : 不含硅 , 也重要

辅材中成本占比排名前五的分别是边框 、玻璃 、 胶膜 、 背板以及焊带

边框:成本占比最高,技术含量最低,议价能力最低。

玻璃:光伏玻璃,超白压花玻璃 、 超白加工浮法玻璃 , 以及透明导电氧化物镀膜(TCO)玻璃,光伏玻璃的发展主要受上下游驱动 , 目前的主要趋势分别是增大与减薄,比较核心的辅材。

胶膜:封装胶膜材质一般为有机高分子树脂 , 其直接与组件内部的电池片接触 , 覆盖电池片上下两面 , 对电池片起抗水汽 、 抗紫外等保护作用 。目前市场上有三种主流胶膜 , 分别为透明EVA ( 聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物的简称 ) 胶膜 、 白色EVA胶膜以及POE ( 聚烯烃 ) 胶膜。

背板,焊带:略

玻璃:福莱特,信义光能

胶膜:福斯特 海优新材

支架边框:爱康科技 中信博

背板:塞伍技术 中来股份 名冠新材

光伏逆变器 : 光电上网的最后一块拼图

是将光伏组件产生的直流电 , 转换成频率可调节的交流电的电子设备,光电上网的必备器件。。

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光伏发电站 : 产业的终端

光伏发电站是光伏产业链的最末端

集中式光伏电站的主要特点在于运维更为经济 , 受益于规模效应 , 发电成本比较低 , 且发电量大 , 更能满足电网的接入要求 。 我国目前就是集中式电站占主流 , 多分布于西部光能富集地区

分布式光伏电站则主要是指利用小型空地 , 或建筑物表面 , 如厂房 、 公共建筑屋顶等表面建设的小型发电站 , 在人口比较稀疏的发达国家占据主流

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