太阳能电池板的制作流程?
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。
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。
小尺寸玻璃若干块
太阳能电池片、EVA、光伏背板、焊带,胶带若干
电烙铁、电池片切割机、层压设备各一台
直尺、壁纸刀、剪刀、PVB手套各一套
制作太阳能电池
方法/步骤:
1、首先,根据玻璃尺寸设计电池片尺寸,一般电池片各边距玻璃边缘5mm即可,以电池主栅线为中心,用切割机将太阳能电池片切割成若干片,数量与玻璃数量相同,操作时要戴好PVB手套,切割好后待用。
2、然后,利用直尺和壁纸刀,将EVA和背板切割成尺寸略大于玻璃的若干小块,EVA数量应为玻璃数量的两倍,操作时要戴好PVB手套,切割好后待用。
3、接下来,用剪刀将焊带裁成长度略长于玻璃长度的的若干小段,数量应为玻璃数量的两倍,操作时要戴好PVB手套,切割好后待用。
4、完成以上材料准备工作后,开始用电烙铁将电池片正反两面的主栅线上焊上焊带,力度不能过大,以免压碎电池片。
5、按照玻璃-EVA-电池片-EVA-背板的顺序,从下至上依次放置材料,全部敷设好后,将其放入层压机进行层压,为防止错位,可用胶带对其固定。
6、将层压好的小太阳能板取出,待温度降至室温后,用壁纸刀将玻璃周边多余物质去掉,最后用电烙铁将各独立的小太阳能电池板串联起来,即可利用。
注意事项:
1、在处理原材料的操作中,一定要做好净化工作,防止污染原材料。
2、切割电池片时,应最大限度的利用电池,避免造成浪费。
3、焊接时,防止温度过高,以免破坏电池性能。
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。
光伏板生产厂家前十
1)保利协鑫能源控股有限公司--这家中国公司2008年从零开始,2010年底公布达成
3.5GW的硅片产能,从而成为最大的多晶硅和硅片生产商之一。它迅速扩产,但并没有涉足太阳能电池和组件的生产。公司仍然在努力成为多晶硅厂商的前3甲,并且通过在接近客户工厂的地方设置硅片厂来扩大产能。已经与世界上大部分大型组件生产商,签订了大额的长期的交易合同。
2)江西赛维LDK太阳能高科技有限公司--是最大的用在晶体硅组件上的太阳能硅片生产商,但是正在将第一的位置输给保利协鑫。2010年底,其硅片产能达到3GW。它已经扩产到太阳能供应链的其他环节,在接下来的几年里,有望进入太阳能组件生产商前10名。
3)浙江昱辉阳光能源有限公司--在运营和组织结构上非常类似赛维LDK太阳能,这家中国公司是世界上花费成本最低的太阳能硅片生产商,硅片产能达1.5GW,也正在扩展到供应链的其他环节。
4)REC公司--这家挪威的生产商一直是最大的太阳能硅片生产商。直到几年前,将它的领先地位输给了中国。现在,它正在新加坡扩产,以降低它高昂的成本,并在进行垂直整合。目前的产能是1.9GW。
5)Solarworld公司-Solarworld公司是德国最大的太阳能电池板生产商,是少数几个仍然在欧洲和美国运营的公司之一,硅片产能在1.25GW。该公司一直饱受低成本竞争的折磨。
6)上海卡姆丹克太阳能--它是一个相对不那么知名的中国硅片制造商,然而它扩产迅速,目前,已经和浙江昱辉拥有同样大的生产能力。
7)绿色能源科技有限公司--这个台湾的太阳能硅片制造商已经在产能增长上远远领先国内其他竞争者。产品主要面向台湾数量众多的电池制造商,去年产能在1GW左右。
8)中美晶矽(SAS)--中美晶矽是台湾最古老的硅片厂商之一,同时面向半导体和太阳能行业。与其说它在积极扩张,不如说是在稳健地成长,目前拥有800兆瓦产能。
9)MEMC公司--唯一一个大型美国太阳能硅片制造商,产能600MW正在马来西亚建造工厂来降低成本。该公司是半导体硅片方面最大的制造商之一。和保利协鑫一样,它也扩展太阳能系统方面的业务,而并没有涉足电池片和组件的生产。
10)NEXolon公司--这是一家韩国公司,而且与多晶硅巨头OCI化学公司联系密切。公司的成长主要依赖于像LG、韩华、三星这样的韩国公司的成长。
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。
一般说的太阳能电池板也叫做太阳能组件或者光伏组件。
制造需要用到:晶体硅电池片、玻璃、铝合金、EVA、接线盒、焊带;
需要的设备有:分选设备(对电池片的功率进行分类)、串焊设备(将多块电池片焊接)、层压设备(将玻璃、EVA、电池片压制成一整块电池板)、装框设备(安装铝合金边框)、检测设备(组件测试仪、EL测试仪);
工艺流程:分选→串焊(正反面焊接)→EL检测→排版铺设→层压→安装边框→装接线盒→成品组件测试→EL组件测试→清洁→包装→入库。
太阳能电池被描述为光伏电池,无论其来源是阳光还是人造光。它们被用作光电探测器(例如红外探测器),探测可见光范围内的光或其他电磁辐射,或测量光强。
光伏电池的运行需要三个基本属性:
光的吸收,产生电子空穴对或激子。
相反类型电荷载流子的分离。
将这些载流子单独提取到外部电路中。
相比之下,太阳能集热器是通过吸收阳光来提供热量,用于直接加热或间接发电。另一方面,“光电分解电池”(光电化学电池)是指一种光伏电池(像亚历山大·爱德蒙·贝克勒尔和现代染料敏化太阳能电池开发的),或者是指一种仅利用太阳能光照将水直接分解成氢和氧的装置。
太阳能电池组件被用来制造太阳能模块,太阳能模块利用阳光产生电能,区别于“太阳能热能模组”或“太阳能热水器”。
电池、模块、面板和系统
集成的多个太阳能电池,全部定向在一个平面上,构成太阳能光伏板或模块。光伏模块通常在面向太阳的一侧有一片玻璃,允许光线通过,同时保护半导体晶片。太阳能电池通常串联和并联电路连接,或模块串联,产生附加电压。并联电池产生更高的电流;然而,阴影效应等问题可能会关闭较弱(光照较少)的部分串连电池(许多串联的单元),因为受到光照的电池对阴影电池施加反向偏置,从而导致大量功率损失和可能的损坏。串联电池串通常独立处理,不并联,但从2014年开始,每个模块通常都有单独的电源盒,并且可以并联连接。虽然模块可以互连以创造具有所需峰值直流电压和负载电流容量的阵列,但是使用独立的最大功率点跟踪器是优选的。此外,并联二极管可以减少串联/并联单元阵列中的遮蔽功率损耗。
自制太阳能电池
http://www.geekfans.com/index.php/electrics/104-make-a-solar-cell.html
晶澳太阳能、天合光能、晶科能源。
太阳能电池板(Solar panel)是通过吸收太阳光,将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置,大部分太阳能电池板的主要材料为“硅”,但因制作成本较大,以至于它普遍地使用还有一定的局限。
相对于普通电池和可循环充电电池来说,太阳能电池属于更节能环保的绿色产品。