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光伏工艺


一、 工艺简介 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, SiO2 和 P2O5 即 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**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。


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