【文章內容簡介】 平面尺寸 125179。 125177。 (mm) 156179。 156177。 (mm) 對角線尺寸 150177。 (mm) 178177。 (mm) 硅片厚度 200177。 20(μ m) 3 電學特性 轉換效率 ＞ %（單晶硅） 最大功率 Ppm ＞ 最優(yōu)電壓 Vm(mV) 515 最優(yōu)電流 Im(A) 開路電壓 Voc(mV) 612 短路電流 Isc(A) 4 表面 正面 藍色氮化硅減反射膜，銀電極 背面 背鋁電極、電場 生產計劃 本項目建設期為一年，項目建設完成后第一年為投產年，生產量達到設計能力的 80%，第二年后進入達產期， 年產量達到 100%的設計能力。 19 5 物料供應及公用設施情況 物料供應 根據本項目擬定的生產規(guī)模： 年產 50MW 太陽能電池 。所需的主要原材料為單晶 硅片、銀漿、鋁漿、松油醇 等。 本項目年需原輔材料詳見表 51。 表 51 項目年需原輔材料表 序號 原輔材料名稱 單位 年耗量 1 單晶硅片 萬片 2021 2 鋁漿 t 3 銀漿 t 4 松油醇 t 5 三氯氧磷 kg 6 三氯乙烷 kg 7 NaOH kg 8 HF 升 6255 9 HCl 升 10 酒精 升 12340 11 氮氣（液態(tài)） t 12 氧氣（液態(tài)） kg 13 SiH4 l 14 氨氣 l 15 CF4 升 項目所需原輔料國內供應充足，可靠。 所需公用設施的平衡情況 (1) 供電 本項目新增設備裝機功率 1000kW。廠區(qū)現有變壓器容量 4800kVA，需增容 1000KVA， 全年用電量為 875 萬 kW178。 h。 20 (2) 供水 本項目新增年用水量 25000t，主要為生產中的清洗用水和員工生活用水，由臺州市 路橋 區(qū)自來水廠供給。 21 6 總體建設方案 設計基本原則 (1) 嚴格執(zhí)行國家和 某某 省現行的有關設計規(guī)范、規(guī)程，以及有關消防、環(huán)保和職業(yè)衛(wèi)生方面的方針政策。 (2) 設備選型以先進、高效、實用、節(jié)能、可靠為原則，引進國際先進設備，盡可能在保證產品質量的前提下減少投資、降低成本。 (3) 廠區(qū)總平面布置力求人流、物流合理安排，整 體布局符合當地規(guī)劃的要求。 生產工藝 技術特點 (1)采用兩次印刷的精確對準技術，實現選擇性擴散減少電池的串聯(lián)電阻，實現 %的電池高轉換率。 (2)采用電池燒結與鋁漿的優(yōu)化工藝技術，實現太陽能電池的低成本生產。 本項目產品主要性能指標與國內外同類產品的比較列表如下： 表 61 產品主要性能指標與國內外同類產品的比較表 產品 性能指標 光伏效率 (%) 晶片厚度 （ 181。m） 抗負荷 （ kg/m2） 壽命 （年） 國內同類產品 ≤ 15 ≥ 200 ≤ 100 20 國外同類產品 15～ 20 160～ 200 150～ 250 30～ 50 本項目產品 ≥ % 180 200 ≥ 30 22 生產工藝 流程 本項目太陽能光伏電池生產工藝流程詳見圖 61。 圖 61 太陽能光伏電池生產工藝流程圖 工藝流程說明： (1)硅基片清洗硅基片在采用線切割機的切割過程中，不可避免的單晶硅片 堿液 腐蝕 漂洗 中和 單晶制絨面 擴散制PN結 制備減反射膜 分級 等離子腐蝕 除磷硅玻璃 印刷 背柵線 烘干 燒結 烘干 燒結 印刷 鋁背場 烘干 燒結 印刷 正柵線 噴淋 漂洗 噴淋 漂洗 噴淋 23 會對表面造成一定的損傷，其損傷層的厚度約為 30μ m，清洗的任務就是采用堿（ NaOH）的方法將之腐蝕后，再用純凈水清洗并甩干脫水，然后采用鹽酸對硅片上 殘余的堿進行中和并清洗。 (2)單晶片制絨面：本道工序是系統(tǒng)工藝流程中的一個旁路，專為單晶硅片而設，其任務是采用堿性溶液將單晶硅表面織構化使之表面形成絨面，以便硅表面能夠吸收更多的光能。 (3)擴散制 PN 結：硅基片本身為 P 型結構，只有當其一面形成 n 型結構時，才能具有光伏效應的功能用于制作電能片。本工序就是把潔凈的硅基片放在 900℃左右的高溫爐中，通過擴散的方法，使其一面形成厚度為 m— m，方塊電阻為 25Ω — 50Ω的 n 型結構層。擴散制 PN 結是太陽電池片生產的核心，擬采用三管式爐生產，每管每爐可生 產 200 片，每爐生產周期約為 1h 左右。擴散采用兩步法擴散，第一步是擴散，在硅片表面形成重參雜區(qū)，然后通氧形成含磷氧化硅（磷硅玻璃），再保持一段時間，使得磷原子在硅片中再分布，減少表面過高的濃度。 (4)等離子體刻蝕：硅基片在制 PN 結的過程中，其周圍 4 個側立面也同時變成了 n 型結構。本工序就是采用等離子體刻蝕機產生的等離子體將側立面的 N 型結構層刻蝕掉，使 P 面和 N 面分隔開來，以免太陽電能片正負極發(fā)生短路現象。刻蝕氣體使用 C2F6+O2，采用等離子體輔助刻蝕的方法。 (5)除磷硅玻璃：硅基片在制 PN 結時，要形成磷硅 玻璃，而磷硅玻璃對于表面的導電特性有很差的影響，因此必須將其去除。本工序就是采用酸氫氟（ HF）將其除掉，以免絲印金屬電極時接觸不良的現象發(fā)生， 24 繼而影響電池片光電轉化效率。將硅片放入 HF 數秒鐘即可將幾十埃的磷硅玻璃取除。 (6)制減反射膜：本道工序主要用于多晶硅片，其任務是采用 PECVD方法，即以硅烷和氨氣為工作介質，在一定氮氣氛的稀釋下，利用射頻電源輝光放電產生等離子體，將氣氛中的硅烷和氨氣分解成單質的硅和氮原子，結合生成 Si3N4沉積在硅表面，在硅基片的 N 型面（正面）沉積一層氮化硅（ Si3N4） 薄膜即有 減反射作用，又具有鈍化表面的作用。該工藝也可以用于單晶硅片生產，為降低其生產成本可改為手工噴涂。 (7)絲印電極及烘干燒結：本工序是采用絲印機將金屬漿以絲的形式在硅基片正反表面印刷出電極并烘干燒結。這樣的操作前后要進行三次，第一次采用銀鋁漿在 P 面（背面）上印刷背電極主柵線，第二次采用鋁漿在 P 面印刷鋁背場，第三次采用銀漿在 N 型面（正面）上印刷，在每一次絲印之后都要進行烘干，烘干溫度在 150 到 2021C。在三次絲印、三次烘干后要進行燒結，主要目的有二：其一是在背表面形成鋁背場；其二是使得正面絲印的銀漿料在燒結溫 度下得以穿過 SiN 層與正面硅片接觸到。 (8)分選分級：不論是單晶還是多晶硅基片在以上制備成電能片的操作中，難于確保每一塊電池片具有同等的光電轉化效率，即具有相等的電功率。本工序是采用電池分選儀，測出每一塊電池片的電輸出參數，并按其輸出功率的大小進行分類并包裝備封裝之用。 本項目在設備選用上，是從產品定位出發(fā)，選用適用的進口設備。對設備基本要求一是配備先進，自動化程度高，生產連續(xù)性好；二是性 25 能可靠，環(huán)保節(jié)能；操作方便，適應性強；三是具有先進的檢測功能和網絡內外的雙向交流功能；四是在組裝生產線 中，設計成全自動流水線，提高企業(yè)市場競爭力。在深入調研考察基礎上，擇優(yōu)選用。 由于我國在機電一體化和制造業(yè)等方面的技術水平低于發(fā)達國家，所以在本次項目中有許多設備需要從國外引進。選用的國外先進設備在性能方面主要有以下特點： (1)全自動 太陽能電池印刷 設備 絲網印刷： 80 年代初期，絲網印刷用于制造太陽能電池，率先實行全流水線生產。該設備由電池背面銀鋁漿印刷、電池背面鋁漿印刷和電池正面銀漿印刷三部分組成。分別可在電池表面上制作出正、負電極。該設備現處于世界領先地位并已發(fā)展到由配置有集成直線電機的計算機來控制。其 主要技術指標如下： 電池尺寸： 103 179。 103 mm. 125 179。 125 mm. 150 179。 150 mm. 210 179。210 mm. 電池厚度： mm / 每小時電池產量： n176。 1200 n176。 1500 n176。 2400 生產線產能： 95% 最大損壞電池數量： n 絲網居中誤差： + / mm 特殊要求： + / mm 絲網印刷最大規(guī)格：標準型 mm 380 x 400. 大型 mm 450 x 450 最大印刷面積：標準型 mm 160 x 160. 大型 mm 250 x 250 刮刀最小和最大速度： mm/sec 0 333 26 刮刀最小和最大壓力： Kg 0 15 (2) 等離子刻蝕機 主要用于單晶硅太陽能電池制造工藝中，對硅片周邊擴散生成的摻雜硅膜層、化學氣相淀積生成的氮化硅膜層進行周邊刻蝕 。 其主要技術指標如下： 刻蝕介質 摻雜硅、氮化硅 工作壓力 閉環(huán)自動控制 裝 片 量 100∽ 250片 工作氣體 O2 ,N2 工藝時間 30min 控制模式 手動 /自動 真空機組 15L/S機械泵 激勵電源 1500W， 刻蝕速率 摻雜硅 500 Aο/min 氮化硅 2021 Aο/min 型號系列 M421501/UM(φ6 圓片或 4方片 ) M421801/UM(φ8 圓片或 5方片 ) 電 源 3N , 15KVA (3) 全自動太陽能電池檢測設備 測試：該設備采用脈沖氙燈作為模擬太陽光源，色溫為 56006000K，是目前最接近太陽光譜的模擬光源，在脈沖氙燈產生的模擬太陽光照射條件下，電池片通過光電轉換作用產生 激發(fā)電流，由此即可測試出各接觸點的電流、電壓等參數。根據測量結果將電池片進行分類和篩選。主要技術指標如下： 電池尺寸： mm 103 x 103. mm 125 x 125. mm 150 x 150. mm 210 x 210. 電池厚度： mm / 每小時電池產量： n176。 1200 n176。 1500 n176。 2400 生產線產能： 95% 27 最大損壞電池數量： n ‰ 分揀位置： 直到 n176。 48 (4)高溫燒結爐 該爐專用于太陽能電池電極和背場燒結 ,即對已經印刷好的主柵線和細柵線的硅片進行燒結。使印刷上去的金屬電極材料與硅材料本身形成良好的歐姆接觸，降低接觸電阻，提高光電轉換效率。該設備需要有配三相電（ 380V）、工藝冷卻水、壓縮空氣、氮氣、氧氣、酸排風、熱排風等條件。為保證設計生產線年生產能力，產能不低于 1600 片 /小時。主要技術要求如下： 快速升溫：在較短加熱區(qū)中密集安裝了紅外燈管來實現在 400～875℃之間的升溫，速率可達到 75℃ /秒以上。 快速降溫：由安裝在網帶上下的冷水壁來實現在 875℃和 400℃之間的降溫速度可達 65℃ /秒以上。加工完成的太 陽能電池片在爐子出口處的溫度不超過 40℃。 控制方式的要求：要求生產線全自動化，它和前道的絲網印刷和后道的檢測分選都是自動化配合的。 溫度要求：干燥區(qū)最高溫度 400 攝氏度，燒結區(qū)最高溫度 1000 攝氏度。過程溫度范圍： 100～ 1000℃。 其他：必須具備過溫保護系統(tǒng)；能夠控制尾氣排放的壓力。 本項目引進 全自動太陽能電池片印刷、測試分選設備 、高溫燒結爐、刻蝕機、太陽能電池板檢測儀等關鍵設備 7 臺 ，引進設備用匯 369 萬美元。 表 62 新增進口設備一覽表 28 序號 設備名稱 臺數 單價 （萬美元） 金額 （萬美元） 生產國別及廠家 1 全自動太陽電池片印刷 、測試分 選 設備 2 145 150 2 燒結爐 2 22 44 3 刻蝕機 2 7 14 4 太陽能電池板檢測儀 1 21 21 合計 7 369 購置 PECVD 設備 、 平板制絨清洗機 、 擴散爐 、 二次清洗機 、 層壓機 、焊接臺、空氣壓縮機 等國產先進設備。 新增國產設備詳見表 63。 表 63 新增國產設備一覽表 序號 設備名稱 單位 數量 金額 （萬元） 1 PECVD 設備 臺 4 1000 2 平板制絨清洗機 臺 2 900 3 擴散爐 臺 4 650 4 二次清洗機 臺 1 65 5 層壓機 臺 3 200 6 焊接臺 臺 15 6 7 層疊工作臺 臺 10 4 8 裝框機 臺 1 14 9 沖孔機 臺