【導讀】領域，在軍事電子設備中也占有重要地位。的太陽能電池可以直接把太陽能轉(zhuǎn)化為光能，實現(xiàn)了邁向綠色能源革命的開始。利用在其中將是非常重要的一環(huán)?，F(xiàn)在，國外的太陽能光伏電站已經(jīng)到了理論成。熟階段，正在向?qū)嶋H應用階段過渡，太陽能硅單晶的利用將是普及到全世界范圍，市場需求量不言而喻。進行檢驗，達到世界先進水平。本文首先對單晶硅的加工方法、加工工藝做了詳細的介紹，然后對以單。晶硅為原產(chǎn)品加工出來的不同產(chǎn)品的應用做了具體的分析。

　　

【正文】 路。因此，必須對太陽能電池周邊的慘雜硅進行刻蝕，以去除電池邊緣的 PN 結。通常采用等離子刻蝕技術完成這一工藝。等離子刻蝕是在 低壓狀態(tài)下，反應氣體四氟化碳的母體分子在射頻功率的激發(fā)下，產(chǎn)生電離并形成等離子體。等離子體是由帶電的電子和離子組成，反應腔體中的 15 氣體在電子的撞擊下，除了轉(zhuǎn)變成離子外，還能吸收能量并形成大量的活性基團。活性反應基團由于擴散或者在電場作用下到達二氧化硅表面，在那里與被刻蝕材料表面發(fā)生化學反應，并形成揮發(fā)性的反應生成物脫離被刻蝕物質(zhì)表面，被真空系統(tǒng)抽出腔體。 （ 6） 鍍減反射膜 拋光硅表面的反射率為 35%，為了減少表面反射，提高電池的轉(zhuǎn)換效率，需要沉積一層氮化硅減反射膜?，F(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中常采用 PECVD 設備制備 減反射膜。 PECVD 即等離子增強型化學氣相沉積。它的技術原理是利用低溫等離子體作能量源，樣品置于低氣壓下輝光放電的陰極上，利用輝光放電使樣品開溫到預定的溫度，然后通入適量的反應氣體硅烷和氨氣，氣體經(jīng)一系列化學反應和等離子體反應，在樣品表面形成固態(tài)薄膜即氮化硅薄膜。一般情況下，使用這種等離子增強型化學氣相沉積的方法沉積的薄膜厚度在 70nm 左右。這樣厚度的薄膜具有光學的功能性。利用薄膜干涉原理，可以使光的反射大為減少，電池的短路電流和輸出就有很大增加，效率也有相當?shù)奶岣摺? （ 7） 絲網(wǎng)印刷 太陽電池經(jīng)過制絨 、擴散及 PECVD 等工序后，已經(jīng)制成 PN 結，可以在光照下產(chǎn)生電流，為了將產(chǎn)生的電流導出；需要在電池表面上制作正、負兩個電極。制造電極的方法很多，而絲網(wǎng)印刷是目前制作太陽電池電極最普遍的一種生產(chǎn)工藝。絲網(wǎng)印刷是采用壓印的方式將預訂的圖形印刷在基板上，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。其工作原理為：利用絲網(wǎng)圖形部分網(wǎng)孔透過漿料，用刮刀在絲網(wǎng)的漿料部位施加一定壓力，同時朝絲網(wǎng)另一端移動。油墨在移動中被刮刀從圖形部分的網(wǎng)孔中擠壓到基片上。由于漿料的粘性作用使印跡固著在一定范圍 內(nèi)，印刷中刮極始終與絲網(wǎng)印版和基片呈線性接觸，接觸線隨刮刀移動而移動，從而完成印刷行程。 （ 8） 快速燒結 經(jīng)過絲網(wǎng)印刷后的硅片，不能直接使用，需經(jīng)燒結爐快速燒結，將有機樹脂粘合劑燃燒掉，剩下幾乎純粹的、由于玻璃質(zhì)作用而密合在硅片上的銀電極。當銀電極和晶體硅在溫度達到共同溫度時，晶體硅原子以一定的比例融入到熔融的銀電極材料中去，從而形成上下電極的歐姆接觸，提高電池片的開路電壓和填充因子兩個關鍵參數(shù)，使其具有電阻特性，以提高電池片的轉(zhuǎn)換效率。 燒結爐分為預燒結、燒結、降溫冷卻三個階段。預燒結階段 目的是使?jié){料中的高分子粘合劑分解、燃燒掉，此階段溫度慢慢上升；燃燒階段中燒結體內(nèi)完成各種物理化學反應，形成電阻率結構，使其真正具有電阻特性，該階段溫度達到峰值；降溫冷卻階段，玻璃冷卻硬化并凝固，使電阻膜結構固定地粘附于基片上。 （ 9） 外圍設備 在電池片生產(chǎn)過程中，還需要供電、動力、給水、排水、暖通、真空、特氣 等外圍設施。消防和環(huán)保設備對于保證安全和持續(xù)發(fā)展也顯得尤為重要 。 一條年產(chǎn) 50MW 能力的太陽能電池片生產(chǎn)線，僅工藝和動力設備用電功率就在1800KW 左右。工藝純水的用量在每小時 15 噸左右，水質(zhì)要求達 到中國電子級水GB/ 中 EW1 級技術標準。工藝冷卻水用量也在每小時 15 噸左右， 16 水質(zhì)中微粒粒徑不宜大于 10 微米，供水溫度宜在 15— 20 攝氏度。真空排氣量在300M/H 左右。同時，還需要大約氮氣儲罐 20 立方米，氧氣儲罐 10 立方米。考慮到特殊氣體如硅烷的安全因素還，還需要單獨設置一個特氣間，以絕對保證生產(chǎn)安全。另外，硅烷燃燒塔、污水處理站等也是電池片生產(chǎn)的必備設施。 組件線又叫封裝線，封裝是太陽能電池生產(chǎn)中的關鍵步驟，沒有良好的封裝工藝，多好的電池也生產(chǎn)不出好的組件板。電池的封裝 不僅可以使電池的壽命得到保證，而且還增強了電池的抗擊強度。產(chǎn)品的高質(zhì)量和高壽命是贏得客戶滿意的關鍵，所以組件板的封裝質(zhì)量非常重要。 制作工藝過程 （ 1） 電池測試： 由于電池片制作條件的隨機性，生產(chǎn)出來的電池性能不盡相同，所以為了有效的將性能一致或相近的電池組合在一起，所以應根據(jù)其性能參數(shù)進行分類；電池測試即通過測試電池的輸出參數(shù) (電流和電壓 )的大小對其進行分類。以提高電池的利用率，做出質(zhì)量合格的電池組件。 （ 2） 正面焊接：是將匯流帶焊接到電池正面 (負極 )的主柵線上，匯流帶為鍍錫的銅帶， 我們使用的焊接機可以將焊帶以多點的形式點焊在主柵線上。焊接用的熱源為一個紅外燈 (利用紅外線的熱效應 )。焊帶的長度約為電池邊長的背面電極相連。 （ 3） 背面串接：背面焊接是將 36 片電池串接在一起形成一個組件串，我們目前采用的工藝是手動的，電池的空位主要靠一個具般，上面有 36 個放置電池片的凹槽，槽的大小和電池的大小相對應，槽的位置已經(jīng)設計好，不同規(guī)格的組件使用不同的模板，操作者使用電烙鐵和焊錫絲將 “ 目前電池 ” 的正面電極 (負級 )焊接到 “ 后面電池 ” 的背面電極 (正極 )上，這樣依次將 36 片串接在一起并組件串的正負極 焊接出引線。 （ 4） 層壓敷設：背面串接好且經(jīng)過檢驗合格后，將組件串、玻璃和切割好的EVA、玻璃纖維、背板按照一定的層次敷設好，準備層壓。玻璃事先涂一層試劑(primer)以增加玻璃 EVA 的粘接強度。敷設時保證電池串與玻璃等材料的相對位置，調(diào)整好電池間的距離，為層壓打好基礎。 (敷設層次：由下向上：玻璃、 EVA、電池、 EVA、玻璃纖維、背板 )。 （ 5） 組件層壓：將敷設好的電池放入層壓機內(nèi)，通過抽真空將組件內(nèi)部的空氣抽出，然后加熱使 EVA 熔化將電池、玻璃和背板粘接在一起，最后冷卻取出組件。層壓工藝是組 件生產(chǎn)的關鍵一步，層壓溫度層壓時間根據(jù) EVA 的性質(zhì)決定。我們使用快速固化 EVA 時，層壓循環(huán)時間約為 25 分鐘。固化溫度為 150 攝氏度。 （ 6） 修邊：層壓時 EVA 熔化后由于壓力而向外延伸固化形成毛邊，所以層壓完畢應將其切除。 （ 7） 裝框：類似與給玻璃裝一個鏡框；給玻璃組件裝鋁框，增加組件的強度，進一步的密封電池組件，延長電池的使用壽命。邊框和玻璃組件的縫隙用硅酮樹 17 脂填充，各邊框間用角鍵鏈接。 （ 8） 焊接接線盒：在組件背面引線處焊接一個盒子，有利于電池與其他設備或電池間的連接。 （ 9） 高 壓測試：高壓測試是指在組件邊框和電極引線間施加一定的電壓，測試組件的耐壓性和絕緣強度，以保證組件在惡劣的自然條件 (雷擊等 )下不被損壞。 （ 10） 組件測試：測試的目的是對電池的輸出功率進行標定，測試其輸出特性，確定組件的質(zhì)量等級。 18 參 考 文 獻 [1]陳義鏞 .功能分子 .上海：上?？茖W技術出版社， 1988 [2]徐支祥譯 .聚合物科學與工程學基本原理 .北京：科學出版社， 1988 [3]朱永群 .高分子基礎 .杭州：浙江教育出版社， 1985 [4]唐培 .精細有機合成化學及工藝學 (第二版 ).天津：天津大學出版社， 1993 [5]高鴻賓 .有機化學簡明教程 .天津：天津大學出版社， 2020 [6]唐培 .中間體化學及工藝學 .北京：化學工藝出版社， 1984 [7]張鑄勇 .精細有機合成反應 .上海：華東化工學院出版社， 1990 [8]何九齡 .高等有機化學 .北京：化學工業(yè)出版社， 1987 [9]姚蒙正等 .精細化工產(chǎn)品合成原理 .北京：中國石化出版社， 2020 [10]陳敏元譯 .近代有機電化學的動向和未來， 1980 19 致 謝 時 間如彈指一揮，在贛西學院的三年生活也快要結束了。畢業(yè)論文的設計工作也順利的完成了。在這里我誠摯的感謝我的老師和同學，他們的伴隨是我人生路上最大的幸福。 感謝我的指導老師 對我的親切關懷和細心指導。在論文的選題、參考文獻的選取以及內(nèi)容格式的設計方面，簡老師給了我很多的幫助。在論文的設計過程中，我遇到了好多難題，她總能在第一時間幫助我解決問題，并給我提出啟發(fā)性的建議。 感謝我的老師們在學習上對我的 諄諄 教誨和在生活上給我的 鼓勵幫助，是他們把知識一點一點傳授給我，他們對我的關懷和教育我會銘記在心里。能在贛西科技職業(yè)學院接受他們的教育是我最大的榮幸。 感謝陪伴在我身邊的每一位同學和朋友。不管是在學校還是生活中在我遇到困難時他們總是熱情的幫助。 感謝我的家人，是他們給予了我生命并竭盡全力給予了我接受教育的機會，是他們誠摯的愛和溫馨的鼓勵支持我完成了學業(yè)，養(yǎng)育之恩莫齒難忘。 畢業(yè)論文是一次系統(tǒng)學習的過程，是對自己專業(yè)知識水平的一個檢驗。由于專業(yè)知識水平還不夠高和時間的倉促，論文中肯定會有一些欠缺和錯誤，很懇請老師多多 批評指正。 20 贛西職業(yè)技術學院 畢 業(yè) 論 文 單晶硅生產(chǎn)工藝及應用的研究 系別 名稱： 新能源工程系 專業(yè)班級： 光伏材料加工與應用 學生姓名： 指導教師： 2020 年 10 月 15 日