太阳能电池制作流程

太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结内建电场的作用下，光生空穴流向p区，光生电子流向n区，接通电路后就产生电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。

太阳能发电有两种方式，一种是光—热—电转换方式，另一种是光—电直接转换方式。

光—热—电转换

光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程；后一个过程是热—电转换过程，与普通的火力发电一样。太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高，估计它的投资至少要比普通火电站贵5～10倍。一座1000MW的太阳能热电站需要投资20～25亿美元，平均1kW的投资为2000～2500美元。因此，只能小规模地应用于特殊的场合，而大规模利用在经济上很不合算，还不能与普通的火电站或核电站相竞争。

光—电直接转换

太阳能电池发电是根据特定材料的光电性质制成的。黑体(如太阳)辐射出不同波长(对应于不同频率)的电磁波， 如红外线、紫外线、可见光等等。当这些射线照射在不同导体或半导体上，光子与导体或半导体中的自由电子作用产生电流。射线的波长越短，频率越高，所具有的能量就越高，例如紫外线所具有的能量要远远高于红外线。但是并非所有波长的射线的能量都能转化为电能，值得注意的是光电效应于射线的强度大小无关，只有频率达到或超越可产生光电效应的阈值时，电流才能产生。能够使半导体产生光电效应的光的最大波长同该半导体的禁带宽度相关，譬如晶体硅的禁带宽度在室温下约为1.155eV，因此必须波长小于1100nm的光线才可以使晶体硅产生光电效应。 太阳电池发电是一种可再生的环保发电方式，发电过程中不会产生二氧化碳等温室气体，不会对环境造成污染。按照制作材料分为硅基半导体电池、CdTe薄膜电池、CIGS薄膜电池、染料敏化薄膜电池、有机材料电池等。其中硅电池又分为单晶电池、多晶电池和无定形硅薄膜电池等。对于太阳电池来说最重要的参数是转换效率，在实验室所研发的硅基太阳能电池中，单晶硅电池效率为25.0%，多晶硅电池效率为20.4%，CIGS薄膜电池效率达19.6%，CdTe薄膜电池效率达16.7%，非晶硅（无定形硅）薄膜电池的效率为10.1%

太阳电池是一种可以将能量转换的光电元件，其基本构造是运用P型与N型半导体接合而成的。半导体最基本的材料是“硅”，它是不导电的，但如果在半导体中掺入不同的杂质，就可以做成P型与N型半导体，再利用P型半导体有个空穴(P型半导体少了一个带负电荷的电子，可视为多了一个正电荷)，与N型半导体多了一个自由电子的电位差来产生电流，所以当太阳光照射时，光能将硅原子中的电子激发出来，而产生电子和空穴的对流，这些电子和空穴均会受到内建电位的影响，分别被N型及P型半导体吸引，而聚集在两端。此时外部如果用电极连接起来，形成一个回路，这就是太阳电池发电的原理。

简单的说，太阳光电的发电原理，是利用太阳电池吸收0.4μm～1.1μm波长(针对硅晶)的太阳光，将光能直接转变成电能输出的一种发电方式。

由于太阳电池产生的电是直流电，因此若需提供电力给家电用品或各式电器则需加装直/交流转换器，换成交流电，才能供电至家庭用电或工业用电。

太阳电池制作工艺太阳能电池工艺简介及厂房建设总结 我公司从02年开始，先后承接过目前国内太阳能电池行业主流公司的一系列项目（从硅片制造到组件生产），通过完成这些项目的设计、施工和二次配，我公司无疑已成为业内承接太阳能电池生产厂房的最专业公司。我自己还见证了以上某项目从破土动工到正式投产，甚至停产改造的所有过程，也曾去过兄弟太阳能项目，通过现场的亲历和对这些公司施工图的研读，对太阳能电池的生产工艺及厂房及建设略知一二，愿在此与大家探讨。 一、工艺简介 在上一次《太阳能电池的一些资讯》中，对于生产原理，我已经做过叙述，太阳能电池生产工艺一般分为：扩散前清洗、扩散、扩散后清洗、刻蚀、PECVD，丝网印刷，烧结，分类检测和封装。 扩散前清洗的目的在于制绒，就是把相对光滑的原材料硅片的表面通过强酸和强碱腐蚀，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。相关设备有无锡瑞宝，德国RENA，深圳捷佳创，这些设备中最好的是RENA，因为他不光卖设备，还卖制绒工艺的专利。所使用的介质有HF，HCL，HNO3，NaOH，Na2SiO3和乙醇等。动力源有自来水，纯水，压缩空气，氮气，工艺冷却水，废水，热排风和酸排风。 扩散的目的在于形成PN结。硅片含硼，是P型结物质，需要往里面掺杂磷，使电子发生移动，形成PN结空穴。所使用的介质有POCL3，N2，O2。动力源有压缩空气，氮气，工艺冷却水，热排风和有机排风。使用的设备是高温扩散炉，厂商有SVCS，TEMPRESS，长沙48所等。该道工艺有洁净要求，需要在洁净室内运行。因为扩散炉内的石英管需要清洗，所以需要增加一种石英管清洗机。 扩散后清洗的目的在于洗去扩散时形成的磷硅玻璃，即SiO2和 P2O5的混合物，所以扩散后清洗机又叫做去磷硅玻璃清洗机。动力源有氮气，压缩空气，纯水，HF，热排风，酸排风，废水等。设备有深圳捷佳创。 刻蚀的目的在于把硅片的边缘PN结断开，防止短路。目前国内所使用的设备几乎都是长沙48所的。动力源有CF4，N2，NH3，热排风，有机排风。 PECVD的目的在于镀氮化硅薄膜，增加折射率，同时掺杂H元素，使缺陷减少，还可以保护硅片。所用设备有德国的ROTH&RAW平板式PECVD设备，还有CENTROTHERMO的管式PECVD设备。动力源有SiH4，NH3，氮气，压缩空气，工艺冷却水，热排风，硅烷排风等。 丝网印刷的目的在于印刷导电电极。先印背面，再印正面。目前国内大多数厂家使用设备是意大利的BACCINI印刷线。动力源有真空，压缩空气，热排风，有机排风等。 烧结的目的是把电极烧结在PN结上。高温烧结可以使电极穿透氮化硅膜，形成合金。所用设备有美国DESPACH等。动力源有压缩空气，工艺冷却水，热排风，有机排风等。 分类检测的目的在于把电池片按照效率进行分类。目前国内大多数厂家使用设备是意大利的BACCINI检测仪。动力源有真空，压缩空气。 最后一道工艺就是热塑包装。 二、厂房建设经验总结 一条年产量25MW的生产线，设备占地至少需要1100平方米，而国内厂商一般很少有只计划一条线的公司，所以太阳能电池生产车间净面积都在2000平方米以上。按照16小时甚至24小时生产来计算，工艺人员不下于百人，所以相应的办公室，更衣间，食堂，宿舍，卫生间等设施都不能太小。外线动力站（制冷，供热，纯水，空压，真空，空调，工艺冷却水，消防，变配电，自控，通讯等）房总面积不小于2000平方米。厂房和动力站房有钢筋混凝土框架结构，多层建筑的，也有钢结构加金属复合板单层建筑的，但布置工艺和动力设备的楼层，因管线众多，层高都较大，至少是7米。 以下经验总结均以50MW生产线为例。 电源是整个工厂的首要条件，仅工艺和动力设备用电功率就在1800KW左右，必须有可靠的电能供应。PECVD设备，制冷机，空压机，空调风机和循环水泵是用电功率较大的设备。 工艺纯水的用量在15吨/小时左右，水质标准都要达到中国电子级水的技术指标GB/T11446.1-1997中EW-1级。工艺冷却水用量也在15吨/小时左右，水质中微粒粒径不宜大于10微米，供水温度宜在15-20℃，供水压力5巴左右，应有可靠的温度，供水压力控制，最好采用变频泵。 压缩空气用量在400NM3/H左右，如果空气品质要求较高，如需要达到压缩空气质量等级的1级甚至更高要求，建议使用无油空压机。如果露点温度要求苛刻，干燥机建议使用组合式。真空排气量在300M3/H左右，水环式真空泵虽然便宜，但是效率下降的也快，不推荐使用。氮气和氧气如果靠近大的气体供应站，一般采用液体储罐供应的方式，初投资低，氮气储罐20立方米左右，氧气10立方米足够。特殊气体如硅烷等，考虑安全因素，单独设置一个特气间还是很有必要的。 空调系统的空气处理方式则视具体土建情况而言，可以采取组合式空气处理机组集中处理，也可以采用干盘管进行分散处理。生产车间出扩散区外，温湿度均只要满足人体舒适性即可，建议冬夏能有一定变化，这样既可节能，又让人能适应室内外温度变化，不易感冒。扩散区由于对洁净度要求较高，需要设计独立的空气处理系统，主要关注的是洁净度，该区散热量也较大。酸排气量不小于10000M3/H，一般采用湿式洗涤、中和的处理方式。有机排气量也不小于10000M3/H，一般采用干式吸附法处理。热排风量也不小于13000M3/H，因为只是普通排气，可以不用处理，直接排放即可。相对而言，硅烷处理要谨慎，否则容易起火。 整个施工试车过程中，特别要注意的是水，气通入设备之前除做好强度严密性试验，确保无渗漏外；务必保证清洗、吹扫试验要干净彻底，否则，设备一旦被污染，再次清洗不但代价昂贵，甚至会造成重大损失。二次配管时，某些设备的特殊需要，则根据业主的要求和初投资而定，如扩散炉具有较强腐蚀性的高温酸性排风；供强酸、强碱、特气的多层管路，PECVD、刻蚀机的隔声泵房等。 厂房设计和施工公司的选择，是考验投资方智慧和眼光的大事，切不可因一时便宜而选择之。没有选择好专业的公司，将会付出成沉重的代价。 工厂建成以后，最重要的就是运行维护。太阳能电池厂房动力保障是一个复杂的系统，需要至少2-4名理论功底扎实，动手能力强、富有高度责任感的工程师核心队伍，经常对各动力系统进行巡察，及时分析和解决出现的问题，甚至适时提出改造方案；否则不能及时发现隐患，很可能等问题出现时导致停产。

　现在我们使用的只要能源还是石油，但是，大家都知道石油能源迟早有一天会用完的，石油是不可再生能源，消耗完了之后，我们的机器将怎么办，该使用什么能源呢?人类是会长期计划的，现在也涌现了许多新式的能源，例如 太阳能 、风能等等，例如我们现在使用的太阳能 热水器 、太阳能电池，各种各样的太阳能产品出现，那么太阳能电池片是怎么制造出现的呢?下文将会详解讲解一下。

太阳能电池片的生产工艺流程分为硅片检测--表面制绒及酸洗--扩散制结--去磷硅玻璃--等离子刻蚀及酸洗--镀减反射膜--丝网印刷--快速烧结等。具体介绍如下:

一、硅片检测硅片是太阳能电池片的载体，硅片质量的好坏直接决定了太阳能电池片转换效率的高低，因此需要对来料硅片进行检测。在进行少子寿命和 电阻 率检测之前，需要先对硅片的对角线、微裂纹进行检测，并自动剔除破损硅片。硅片检测设备能够自动装片和卸片，并且能够将不合格品放到固定位置，从而提高检测精度和效率。

二、表面制绒单晶硅绒面的制备是利用硅的各向异性腐蚀，在每平方厘米硅表面形成几百万个四面方锥体也即金字塔结构。制备绒面前，硅片须先进行初步表面腐蚀，用碱性或酸性腐蚀液蚀去约20~25μm，在腐蚀绒面后，进行一般的化学清洗。经过表面准备的硅片都不宜在水中久存，以防沾污，应尽快扩散制结。

三、扩散制结太阳能电池需要一个大面积的PN结以实现光能到电能的转换，而扩散炉即为制造太阳能电池PN结的专用设备。管式扩散炉主要由石英舟的上下载部分、废气室、炉体部分和气柜部分等四大部分组成。扩散一般用三氯氧磷液态源作为扩散源。制造PN结是太阳电池生产最基本也是最关键的工序。因为正是PN结的形成，才使电子和空穴在流动后不再回到原处，这样就形成了电流，用导线将电流引出，就是直流电。

四、去磷硅玻璃该工艺用于太阳能电池片生产制造过程中，通过化学腐蚀法也即把硅片放在氢氟酸溶液中浸泡，使其产生化学反应生成可溶性的络和物六氟硅酸，以去除扩散制结后在硅片表面形成的一层磷硅玻璃。氢氟酸能够溶解二氧化硅是因为氢氟酸与二氧化硅反应生成易挥发的四氟化硅气体。若氢氟酸过量，反应生成的四氟化硅会进一步与氢氟酸反应生成可溶性的络和物六氟硅酸。

五、等离子刻蚀由于在扩散过程中，即使采用背靠背扩散，硅片的所有表面包括边缘都将不可避免地扩散上磷。PN结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到PN结的背面，而造成短路。因此，必须对太阳能电池周边的掺杂硅进行刻蚀，以去除电池边缘的PN结。

通常采用等离子刻蚀技术完成这一工艺。等离子刻蚀是在低压状态下，反应气体CF4的母体分子在射频功率的激发下，产生电离并形成等离子体。等离子体是由带电的电子和离子组成，反应腔体中的气体在电子的撞击下，除了转变成离子外，还能吸收能量并形成大量的活性基团。活性反应基团由于扩散或者在电场作用下到达SiO2表面，在那里与被刻蚀材料表面发生化学反应，并形成挥发性的反应生成物脱离被刻蚀物质表面，被真空系统抽出腔体。

六、镀减反射膜抛光硅表面的反射率为35%,为了减少表面反射,提高电池的转换效率,需要沉积一层氮化硅减反射膜。工业生产中常采用PECVD设备制备减反射膜。PECVD即等离子增强型化学气相沉积。它的技术原理是利用低温等离子体作能量源，样品置于低气压下辉光放电的阴极上，利用辉光放电使样品升温到预定的温度，然后通入适量的反应气体SiH4和NH3，气体经一系列化学反应和等离子体反应，在样品表面形成固态薄膜即氮化硅薄膜。

一般情况下，使用这种等离子增强型化学气相沉积的方法沉积的薄膜厚度在70nm左右。这样厚度的薄膜具有光学的功能性。利用薄膜干涉原理，可以使光的反射大为减少，电池的短路电流和输出就有很大增加，效率也有相当的提高。

七、丝网印刷太阳电池经过制绒、扩散及PECVD等工序后，已经制成PN结，可以在光照下产生电流，为了将产生的电流导出，需要在电池表面上制作正、负两个电极。制造电极的方法很多，而丝网印刷是目前制作太阳电池电极最普遍的一种生产工艺。丝网印刷是采用压印的方式将预定的图形印刷在基板上，该设备由电池背面银铝浆印刷、电池背面铝浆印刷和电池正面银浆印刷三部分组成。

其工作原理为:利用丝网图形部分网孔透过浆料，用刮刀在丝网的浆料部位施加一定压力，同时朝丝网另一端移动。油墨在移动中被刮刀从图形部分的网孔中挤压到基片上。由于浆料的粘性作用使印迹固着在一定范围内，印刷中刮板始终与丝网印版和基片呈线性接触，接触线随刮刀移动而移动，从而完成印刷行程。

八、快速烧结经过丝网印刷后的硅片，不能直接使用，需经烧结炉快速烧结，将有机树脂粘合剂燃烧掉，剩下几乎纯粹的、由于玻璃质作用而密合在硅片上的银电极。烧结炉分为预烧结、烧结、降温冷却三个阶段。预烧结阶段目的是使浆料中的高分子粘合剂分解、燃烧掉，此阶段温度慢慢上升烧结阶段中烧结体内完成各种物理化学反应，形成电阻膜结构，使其真正具有电阻特性，该阶段温度达到峰值降温冷却阶段，玻璃冷却硬化并凝固，使电阻膜结构固定地粘附于基片上。

将单晶硅棒切成片，一般片厚约0.3毫米。硅片经过抛磨、清洗等工序，制成待加工的原料硅片。加工太阳能电池片，首先要在硅片上掺杂和扩散，一般掺杂物为微量的硼、磷、锑等。扩散是在石英管制成的高温扩散炉中进行。这样就硅片上形成P>N结。然后采用丝网印刷法，精配好的银浆印在硅片上做成栅线，经过烧结，同时制成背电极，并在有栅线的面涂覆减反射源，以防大量的光子被光滑的硅片表面反射掉。到此，单晶硅太阳能电池的单体片就制成了

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。

光伏电池工作原理：

太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流，而以光化学效应原理工作的太阳能电池则还处于萌芽阶段。太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴--电子对。在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。

光伏电池介绍：

太阳能光伏电池（简称光伏电池）用于把太阳的光能直接转化为电能。目前地面光伏系统大量使用的是以硅为基底的硅太阳能电池，可分为单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池。在能量转换效率和使用寿命等综合性能方面，单晶硅和多晶硅电池优于非晶硅电池。多晶硅比单晶硅转换效率低，但价格更便宜。

按照应用需求，太阳能电池经过一定的组合，达到一定的额定输出功率和输出的电压的一组光伏电池，叫光伏组件。根据光伏电站大小和规模，由光伏组件可组成各种大小不同的阵列。

本公司光伏组件，采用高效率单晶硅或多晶硅光伏电池、高透光率钢化玻璃、Tedlar、抗腐蚀铝合多边框等材料，使用先进的真空层压工艺及脉冲焊接工艺制造。即使在最严酷的环境中也能保证长的使用寿命。

组件的安装架设十分方便。组件的北面安装有一个防水接线盒，通过它可以十分方便地与外电路连接。对每一块太阳电池组件，都保证20年以上的使用寿命。

生产流程就找不到好的回答了,如果都清楚的话,很多人都会自己开厂了,呵呵

制造太阳电池片，首先要对经过清洗的硅片，在高温石英管扩散炉对硅片表面作扩散掺杂，一般掺杂物为微量的硼、磷、锑等。目的是在硅片上形成P/N结。然后采用丝网印刷法，用精配好的银浆印在硅片上做成栅线，经过烧结，同时制成背电极。

工作电流也达到10a以上，开关电源效率大概能到75%，也就是100w太阳能电池板通过开关电源，输出75w功率，除以6v，能够获得最高12.5a电流值。

太阳能电池板的发电原理；

太阳电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅， 非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，现以晶体硅为例描述光发电过程。 P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P-N结。

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。