太阳能电池生产线项目可行性研究报告
####晶科能源有限公司
扩建100MW太阳能电池生产线及50MW配套电池组件生产线
可行性研究报告
目录
第一章项目基本概况 (4)
1．1项目名称及承办单位 (4)
1．2项目建设地点 (4)
1．3项目建设规模及建设年限 (4)
1．4项目投资概算 (4)
1．5项目经济效益 (4)
第二章项目建设背景 (5)
2．1项目的提出 (5)
2．2项目建设的必要性 (5)
2．3项目建设的可行 (5)
第三章市场预测 (7)
3．1产品市场供应现状 (7)
3．2产品市场需求预测 (7)
3．3产品目标的确定 (7)
第四章项目建设条件 (8)
4．1交通运输条件 (8)
4．2选址与环保关系 (8)
4．3主要原材料的供应 (8)
4．4水电供应条件 (8)
4．5用地条件 (8)
第五章技术方案、设备方案和工程方案 (9)
5．1技术方案 (9)
5．2设备方案 (10)
5．3工程方案 (11)
第六章环境影响评价 (12)
6．1场址环境条件 (12)
6．2项目建设和生产对环境影响 (12)
6．3环境保护措施方案 (13)
6．4环境影响评价 (14)
第七章组织机构和人力资源配置 (15)
7．1项目法人组建方案 (15)
7．2管理机构组建方案和体系图 (15)
7．3人力资源配置 (15)
第八章项目实施进度 (16)
8．1实施进度要求和注意问题 (16)
8．2工程建设进度 (16)
第九章劳动安全 (16)
9．1劳动安全及灾害防护措施 (17)
9．2劳动安全卫生管理机构 (18)
第十章投资估算及资金筹措 (19)
10．1建设投资估算 (19)
10．2流动资金估算 (19)
10．3总投资及资金筹措 (19)
第十一章经济效益和社会效益分析 (20)
11．1经济效益分析 (20)
11．2社会效益分析 (20)
第十二章结论 (21)
第1章项目总论
§1.1概论
§1.1.1项目名称
####晶科能源有限公司扩建年产100MW太阳能电池生产线及50MW 配套电池组件生产线项目可行性研究报告。
§1.1.2项目承办单位简介
承办单位：####晶科能源有限公司
法定代表人：李仙德
住所：####省海宁市袁花镇工业功能区袁溪路陆曼司桥西
经营范围：太阳能电池及其组件、太阳能光伏发电设备及配套产品制造销售业务
####晶科能源有限公司于2006年08月经海宁市工商行政管理局核准注册，企业注册资本1000万美元。
§1.1.3项目拟建地点
项目拟建地点位于袁花镇工业功能区。
§1.1.4项目提出的理由
作为最理想的可再生能源，太阳能具有“取之不尽，用之不竭”的特点，而利用太阳能发电具有环保等优点，且不必考虑其安全性问题。这在发达国家得到了高度重视。在能源短缺，环境保护问题日益严重的我国，低成本高效率地利用太阳能将越发重要。太阳能电池就是利用光伏效应将太阳能直接转换为电能的一种装置。
近10年里，全球太阳能电池产业规模扩大了35倍，据有关机构统计，2008年，世界太阳能电池产量已达5456MW，组件产量已达6791MW。受国际市场拉动，我国太阳能电池产业同期也出现了迅猛增
长，2002年以来我国太阳能电池产量的年均增长速度超过了100%，2008年太阳能电池产量已突破2000MW，继2007年之后继续保持全球市场份额第一的地位。太阳能电池产业已成为全国许多地区的发展重点和投资热点，即使是在当前国际金融危机的大环境下，投资和发展的热情依然不减，且有方兴未艾之势。
项目筹建单位####晶科能源有限公司投资者有着多年从事太阳能电池生产销售经验，目前已有项目为年产50兆瓦太阳能电池片生产线，由于市场需求，拟在袁花镇工业功能区扩建年产100MW大规格高效晶体硅太阳能电池及50MW配套电池组件生产能力生产线。
§1.1.5主要建设内容与规模
一、主要建设内容与规模
年产100MW太阳能电池生产线项目占地45亩，建设车间仓库37000平方米(含仓库4000平方米），50MW配套电池组件生产线项目利用已有厂房进行生产；购置生产设备(主要生产设备：共计54套，其中进口设备27台套，国产设备27套)；添加配套工业用设施；生产规模扩建年产100MW太阳能电池生产线及50MW配套电池组件生产线项目。
二、主要技术经济指标
经济技术指标表
§1.2可行性研究过程与范围
§1.2.1研究过程
根据建设单位的要求，我公司于2009年6月中旬开始对项目可行性报告编制所需资料进行收集，并通过踏勘现场和外业调查，从2009年6月下旬开始组织工程技术人员对项目进行项目研究，并着手编制可行性报告。
§1.2.2研究范围
本项目可行性报告编制范围包括####晶科能源有限公司太阳能电池项目工程建设方案、产品市场分析、外部建设条件评述、运营模式及进度计划安排、总投资估算、风险分析，并根据国家有关规定，编制了本项目环保、节能篇章，并制定了该项目初步的工程招标方案。§1.2.3报告编制依据
1. 国家发改委、建设部颁发的《建设项目经济评价—方法与参数》第三版；
2. 中国太阳能行业第十个五年计划；
3.国家发展计划委员会和财政部《关于组织国家高技术产业发展项目计划实施意见》〔计高技（2000）2433号〕；
4.《国家技术产业发展规划》；
5.《当前高技术产业化重点领域及重点方向指南》；
6. 海宁市城市总体规划、海宁市统计年鉴；
7. 海宁市工业基地总体规划；
8. 国家有关法规、设计规范；
9. 项目拟建地区环境现状、资源现状资料；
10. 其他有关的资料和当地建材的现行市场价格；
§1.2.4投资及财务评价
项目总投资20333.14万元，工程费用18245.13万元，其他费用497.83万元, 预备费812.26万元，流动资金777.92万元。
达产年销售收入为185000万元。
年销售税金及附加1135.85万元。
达产期成本费用为人民币174293.16万元。
税前财务内部收益率(F1RR)为35.46%，财务净现值(ic＝12％) 33142.68万元，投资回收期为3.57年(含建设期1年)。税后财务内部收益率(F1RR)为29.19%，财务净现值(ic＝12％) 22591.11万元，投资回收期为3.79年(含建设期1年)。
§1.2.5结论及建议
一、结论
本报告通过项目的意义和必要性分析，建设方案和工艺技术的科学论证，以及项目的经济效益和社会效益、市场风险分析，得出以下结论：
1.本建设项目具有自然条件优越、基础条件扎实、交通条件便利、技术力量雄厚、市场前景广阔、政府高度重视等有利条件。
2.本项目提出的技术方案切实可行，且具有创新意识，一是考虑了可操作性，二是考虑了减少劳力的投入和成本，三是考虑了产品的质量保证，四是考虑了可持续发展，五是考虑了采用先进技术，六是考虑了环境保护。
3.本项目提出的建设目标、任务和规模充分考虑了当地及建设单位的实际情况，可操作性强，组织管理措施到位，切实可行，符合当前高技术推广发展趋势。
4.项目的经济效益、社会效益和生态效益显著，具有较高的实施
价值。
二、建议
1. 本项目在报告批复后，应尽快委托有资质的设计单位对本项目进行工程设计，制订出详细的项目实施计划，尽早开展本项目建设的招标核商务谈判工作。
2. 项目资金应落实到位，确保项目的建设顺利进行。
3. 项目筹建单位必须设立专项资金管理，实行专款专用，建立严格的审批核审计制度。
4. 本项目的实施要严格按照国家质量技术监督局颁布的国家规范标准进行设计和施工，保证工程质量安全，并应派专人对项目实施施工等进行严格的管理。
第2章项目背景
§2.1世界太阳能光伏发展揭示
据预测，2050年世界人口将增至89亿，届时的能源需求将是目前的3倍，而可再生能源要占50％，2050年可再生能源供应量将是现在全球能耗的2倍。中国能源界的权威人士预测，到2050年，中国能源消费中煤只能提供总能耗电的30%~50%，其余50~70％将依靠石油、天然气、水电、核电、生物质能和其它可再生能源。由于中国自己的油气资源、核电和水力资源都十分有限，直接地大量燃烧生物质能也将逐渐淘汰。因此如何评价中国自己的可再生能源资源与利用国外能源资源，对中国的能源发展战略有举足轻重的意义。
国际上普遍认为，在长期的能源战略中，太阳能光伏发电在太阳能热发电、风力发电、海洋发电、生物质能发电等许多可再生能源中具有更重要的地位。这是因为光伏发电有无可比拟的优点：(1)充分的清洁性；(2)绝对的安全性；(3)相对的广泛性；(4)长寿命和免维护性，(5)实用性；(6)资源的充足性及潜在的经济性等。所以当世界上第一块实用的硅太阳电池与第一座原子能电站于1954年同时在美国诞生后，受到世人瞩目。但由于太阳能本身的分散性、随机性和间歇性等特点，也由于太阳能光伏电池的理论、材料和器件研究的难度，使其在近50年的发展中与原子能发电拉开了距离。但是美国能源部每年投入约1亿美元光伏研究发展基金，日本“新阳光计划”，欧盟“可再生能源白皮书”都把光伏作为首先发展项目。世界经济研究所早在十年前就预言光伏是2 1世纪高新技术角逐的前居之一。
考虑到核能的不安全性，德国和美国以及欧盟中的7个国家声明自1999年开始不再兴建新的核电站，德国有计划地逐个关闭现有的
20座核电站，欧洲一些高水平的核研究机构开始转向可再生能源。
在美、日、德等发达国家，先后发起的大规模国家光伏发展计划和太阳能屋顶计划的刺激和推动下，世界光伏工业近年来保持着平均30％以上的高速增长，目前世界光伏发电累积装机容量已超过2500MWp。
中国太阳能光照姿源丰富，有近6000万无电人口，光伏工业前景十分广阔。但与蓬勃发展的世界光伏工业相比，中国光伏工业还处于起步阶段。在国家实施西部大开发战略和国内绿色环保工业开始升温的背景下，近两年中国光伏工业保持了较快的增长速度，对比国内外光伏工业的发展实践，中国亟需一个统一的国家光伏发展计划来指导我国未来光伏工业的发展。
§2.2太阳能电池行业现状
近年来，随着能源短缺、环境污染等问题的日趋严重，太阳能电池因其清洁环保、可再生的特点获得了良好的发展机遇，各发达国家纷纷制定光伏发电的鼓励政策和庞大的光伏工程计划，为太阳能电池产业创造了巨大的市场空间，将其导入了一个难得的高速发展时期，并进而带动了上游多晶硅材料和太阳能电池生产设备的快速发展。近10年里，全球太阳能电池产业规模扩大了35倍，据有关机构统计，2008年，世界太阳能电池产量已达5456MW，组件产量已达6791MW。
受国际市场拉动，我国太阳能电池产业同期也出现了迅猛增长，2002年以来我国太阳能电池产量的年均增长速度超过了100%， 2007年我国太阳能电池制造商的全球市场占有率，由2006年的20%增长到2007年的35%，2008年太阳能电池产量已突破2000MW，继2007年之后继续保持全球市场份额第一的地位，我国已经成为全球最重要的太
阳能光伏产业基地之一。
在国内太阳能电池生产方面，据有关专家统计，2008年我国已有太阳能电池生产企业62家，产能4GW，产量2GW。按此推论，太阳能电池企业平均产能65MW，产量32MW。2008年全球前十位的光伏电池制造商中，中国占了四位。这充分说明我国光伏产业具有广阔的发展空间。
§2.3项目提出的过程
我国政府高度重视发展太阳能产业。中国“973”和“863”计划、国家科技攻关项目中有关光伏研究的项目就有三项太阳能电池的生产具有广阔的市场发展前景，项目具有很好的经济效益。
项目承办单位有着多年从事太阳能电池生产销售的经验，但由于原规模较小，无法形成规模效益，故提出本项目的建设。
第3章市场需求预测
§3.1国内市场分析
2008年第四季度以来，在金融危机的影响下，太阳能电池的需求开始下滑，多晶硅价格大幅下降，硅片价格也迅速下降。但太阳能作为一种可再生的新能源，是能源发展的一个趋势，太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。
经过30多年的努力，已迎来了快速发展的新阶段。在“光明工程”先导项目和“送电到乡”工程等国家项目及世界光伏市场的有力拉动下，中国光伏发电产业迅猛发展。到2007年年底，全国光伏系统的累计装机容量达到10万千瓦（100MW），从事太阳能电池生产的企业达到50余家，太阳能电池生产能力达到290万千瓦（2900MW），太阳能电池年产量达到1188MW，超过日本和欧洲。
在金融危机形势下，2009年3月23日，财政部、住房和城乡建设部出台《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》，并出台了《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》，决定有条件地对部分光伏建筑进行每瓦最多20元人民币的补贴。这两个文件的出台，让国内太阳能光伏企业看到了光明的前景。
预计在未来的20年-30年里还不可能有其他材料和技术能取代晶硅电池位居第一的地位。未来几年，中国太阳能电池产量仍然呈现快速增长势头。
§3.1.1户用光伏系统
户用光伏系统和独立光伏电站是解决我国边远无电地区居民和社会用电问题的重要方式。在2002年，全国累计推广l0～lOOWp的户
用光伏发电系统近30万台，光伏电池组件总功率6 MWp左右，其中10～20 Wp的小系统应用较多。随着边远地区经济发展和农牧民收入水平的提高，户用光伏系统存在一定的市场潜力。
§3.1.2独立／村级光伏电站
几个千瓦至兆瓦级的独立光伏电站具有质量稳定、维护方便、安全可靠、故障率低等优点，适用于人口相对集中的无电县、乡、村。§3.1.3并网光伏发电系统
对于并网的光伏发电系统，由于在电网覆盖的地区，光电应用成本太高，目前没有竞争力，因此我国只在1997年有少许示范性的并网光伏发电系统。但作为光伏发电未来应用的重要领域之一，预计并网光伏发电系统在未来l0～20年内将迅速发展。目前，除了通信等专业化应用的场合之外，国际光伏发电系统的市场主要是依赖政府政策营造的，例如发达国家的屋顶计划和对外援助行动，主要以政府资金拉动光伏发电系统的市场。而我国的光伏发电系统市场主要是特殊需要和无电边远的农牧业地区需要。我国尚有大约2000多万人口的农牧民生活在无电的农牧区，60％的有电县处于缺电甚至严重缺电状态，主要分布在西北和西南等地区，这些地方通电率低的原因在于：地广人稀，用电水平很低(人均年用电量仅为l20kWh)，农村输配电网难以建立；经济条件差，电力建设资金严重匮乏；气候、交通条件差，电力建设施工和运行管理困难。而另一方面，大部分无电地区太阳能资源丰富，是光伏发电的主要市场之一，开发潜力大，如果有50％的农村无电户利用光伏发电系统来解决用电问题，每户平均使用20Wp，则光伏发电系统的总需求量即可达l20MWp。如果达到初级电气化的水平，则每户需要100 Wp，总需要量将为600MWp。
据测算，在距电网距离大于20km，供电负荷小于lOkW的地区，
光伏发电具有竞争力。
§3.1.4通信领域
我国当前最大的光电市场仍然是通信领域，包括微波中继站、卫星通信地面站、卫星电视接受差转系统、程控电话交换机、部队通信台站等，目前的市场占有率在50％左右。
§3.2国际市场分析
（1）、1997年美国提出“百万个太阳能屋顶计划”即预计到2010年美国将为100万个家庭安装太阳能屋顶，每个光伏屋顶将有3—5KWp 光伏并网发电系统，有太阳时屋倾向电网供电，电表倒转；无太阳时，电网向家庭供电表正转。每月只须交“净电费"。如此，美国到2010年将需要4600 MWp。目前美国政府正大力发展新能源战略。奥巴马的经济刺激计划是罗斯福新政以来最激进的公共支出计划，其中一半以上项目涉及到能源产业，几乎是整个美国能源体系的再造。光伏投资税减免政策获得延续，并调整了对投资更有利的补贴方式。
2008年9月16日美国参议院通过了一揽子减税计划，其中将光伏行业的减税政策(ITC)续延2-6年。
（2）、日本政府2008年11月发布了“太阳能发电普及行动计划”，确定太阳能发电量到2030年的发展目标是要达到2005年的40倍，并在3-5年后，将太阳能电池系统的价格降至目前的一半左右。2009年还专门安排30亿日元的补助金，专项鼓励太阳能蓄电池的技术开发。
2009年2月，日本政府重启电价补贴与平价上网政策，并在4月重新启动太阳能屋顶补贴政策。
日本“新阳光计划”将光伏发电作为国策，计划到2010年生产光伏电池4700 MWp。
（3）、在欧洲方面，欧盟委员会制订了到2020年可再生能源20％和太阳能发电12％的目标。并于2009年3月9日宣布，欧盟将在2013年之前投资1050亿欧元支持欧盟地区的“绿色经济”。
欧洲光伏工业协会(EPIA)公布的数据显示，2008年全球光伏市场增长至少达到5.5GW，而在2007年这一数字仅为2.4GW。
欧盟“可再生能源白皮书”规定到2010年生产3700 MWp(欧盟3.7亿人口平均人手lOWp)供欧盟地区使用，另有3000 Mwp出口，欧盟共计需要6700 MWp。仅以上3项政府计划已有16000MWp。加上世界其它地区如澳洲、印度、东亚、拉丁美洲、中国、非洲等。预计到2010年世界光伏容量将达20000 MWp。
§3.3市场风险及解决的措施
§3.3.1市场风险
1、政策风险：
产业政策风险主要集中在新能源光伏产业上。虽然技术进步对光伏发电成本的下降起到了巨大的作用，但是目前光伏发电成本仍然是常规发电（煤电或水电）的数倍，因此该产业发展目前还是较多依赖各国政府政策的支持。
政策的支持力度对光伏行业的发展有着重大的影响。国家的财力、社会经济发展的波动性、政策调整及政府更替等是影响各国政府对光伏产业政策支持力度的重要因素。目前，国内的太阳能产品主要销往德国、西班牙等欧洲地区，这些国家的光伏产业政策若发生变动将给公司新能源光伏业务带来一定的风险。
2、市场需求变动风险
产品的市场需求变动风险近年来，由于市场对太阳能电池市场发展的良好预期以及太阳能电池良好的技术特性和成本优势，加之太阳
能晶体硅片价格降低，给晶硅太阳能电池迎来了良好的发展机遇，市场需求日益旺盛。
§3.3.2风险对策
1)建立完善销售网络及一支优秀的营销团队，有利于对产品的推广应用。保有一批稳定的客户群，进入通信、电力、气象、广播电视、无线选频直放站、石油、航道航标、铁路、公路、光伏电站等领域。
2)由于公司的成本比国外公司低，在价格方面有优势，公司应努力开拓国际市场。
3) 公司要重视产品质量，在生产的各个环节上把好质量关。在国际上不但要有价格优势，更要有质量优势。只有创出中国品牌，才能够立于不败之地。
综上所述，太阳能光伏发电有较大的市场发展潜力，加上公司完善的市场网络、优秀营销团队，以及较好的价格优势，因此，从市场角度分析，经济风险比较小。
第4章场址选择与建设条件
§4.1场址选择
项目生产厂应保证水、电的供应，特别是电力的供应，由于在上海、深圳、####、江苏等经济较发达地区在用电高峰的盛夏和严冬用电得不到保障，加之经济发达地区劳动成本较高等诸多因素，最终本项目的建设场址选择在####海宁。
项目建设用厂主要是要求周边的空气质量洁净，无重大污染企业的三废排放物。根据生产规程要求，选择袁花镇工业功能区做为投建场址。该场地周围是环境清洁，没有大量的三废物排放，对产品制作没有影响，场地完全符合项目生产。
袁花镇工业功能区是海宁市政府重点规划发展的工业基地之一。现有的给排水已基本形成给排水网络，基地内自来水直通每个厂区。本项目的生产生活用水和消防用水需求完全能够得到满足；袁花镇工业功能区附近有110kV龙晓输变电工程，可以保证本项目用电需求。
袁花镇工业功能区已有完整的通信系统，项目建设不需考虑电信系统扩容。
所以，在袁花镇工业功能区建设本项目是非常理想的地点。
由于是在现有的工业基地进行建设，投资方看重的是海宁市良好的投资环境、优越的交通条件、地方政府重视条件以及袁花镇工业功能区的规划和开发力度，没有与其他厂址进行比选。
§4.2项目区概况
海宁地处中国####省北部、杭嘉沪平原南端，东距上海125公里，西距杭州61.5公里，南濒钱塘江，内陆面积699.92平方公里，总人口64.03万。海宁是我国首批沿海对外开放市（县）之一，被誉为“鱼
米之乡、丝绸之府、文化之邦、旅游之地、皮衣之都”。
海宁交通内接外连，四通八达。沪杭铁路横贯全境，二级站海宁站为沪杭铁路之咽候；沪杭甬高速公路和320国道穿境而过，由高速公路至上海外滩仅90公钟，至杭州西湖45分钟；01省道东连上海金山直达浦东，西贯杭州钱江二桥。市内河港交错，与上海、杭州、宁波、乍浦港等形成河海相连的航运通道，水路运输有客货运线十余条之多，并与京杭大运河相贯通，水网密布，四通八达。
海宁气候宜人，自然条件优越。地处北亚热带南缘，受东亚季风影响，自然条件十分优越，市域土地肥沃，河巷密布，沟渠纵横，阡陌交错，物产丰富。
1、总体经济平稳较快。2008年全市实现生产总值348.95亿元，同比增长10.6％，其中，全年实现第三产业增加值113.88亿元，增速高于二产增加值增速2.4个百分点，完成社会消费品零售总额132.52亿元，增长20.7%。三次产业发展政策进一步完善，三次产业比重由5.21:62.66:32.13调整为4.91:62.45:32.64。
2、工业经济运行平稳。全市规模以上工业企业完成产值722.02亿元，增长13.4%。全年实现合同外资4.12亿美元，实际利用外资2.22亿美元，分别完成全年目标的103%和147%。引进市外内资18亿元，完成全年目标的114%。全市实现自营出口26.77亿美元，增长14.0%。
§4.3建设条件
1. 交通
本项目建设场址选择在袁花镇工业功能区内，工业园区位于海宁市东南部，东距上海120公里，西离杭州65公里，沪杭铁路、沪杭高速公路、320国道、杭甬快速通道、绍嘉省道及穿境而过的大运河
水系为工业园区提供了便利的交通条件。
2. 供电
袁花镇工业功能区附近有110KV变电站。为支持园区建设，加快基础电网建设，500千伏海宁变及配套线路顺利推进，新建、改建110千伏变电所6座。同时按照高标准、高规格、全绝缘化的要求，为园区企业用电提供保障，完全能够满足基地内企业满负荷生产的用电需求。20KV高压输变电设施在工业基地内部驳接，可确保工厂内长期稳定用电，配电条件良好，可以保证本项目用电需求。
3. 供水
本项目用水使用海宁市市政水网。
工业园区内现有的给排水已基本形成给排水网络，本项目需铺设排水管线至外接口。可满足该项目的生产生活用水和消防用水需求。
4、通讯
工业园区已有完整的通信系统，本项目建设不考虑电信系统扩容。
5、工程地质情况
本项目附近工程已做岩土工程勘察报告，本报告将以此为参考依据。
场地自上而下依次为：（1）杂填土（2）细砂（3）卵石（4）中风化砂岩，各岩土层依次描述如下：
（1）杂填土：浅灰色，松散－稍密，稍湿，以碎石为主，含大量的泥砂质，下部30-50cm灰黄色耕植土（为含砂、有机质粘性土）。厚度1.2-1.4m。
（2）细砂：中密，稍湿，低-中等压缩性，以细砂颗粒为主，含少量的泥质成份，下部颗粒变粗。厚度2.3-3.7m。
太阳能电池材料的发展及应用
太阳能电池材料的发展及应用 材料研1203 Z石南起新材料（或称先进材料）是指那些新近发展或正在发展之中的具有比传统材料的性能更为优异的一类材料。新材料是指新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料，具有比传统材料更为优异的性能。新材料技术则是按照人的意志，通过物理研究、材料设计、材料加工、试验评价等一系列研究过程，创造出能满足各种需要的新型材料的技术。 随着科学技术发展，人们在传统材料的基础上，根据现代科技的研究成果，开发出新材料。新材料按组分为金属材料、无机非金属材料（如陶瓷、砷化镓半导体等）、有机高分子材料、先进复合材料四大类。按材料性能分为结构材料和功能材料。21世纪科技发展的主要方向之一是新材料的研制和应用。新材料的研究，是人类对物质性质认识和应用向更深层次的进军。 功能材料是指那些具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物医学功能，特殊的物理、化学、生物学效应，能完成功能相互转化，主要用来制造各种功能元器件而被广泛应用于各类高科技领域的高新技术材料。 功能材料是新材料领域的核心，是国民经济、社会发展及国防建设的基础和先导。它涉及信息技术、生物工程技术、能源技术、纳米技术、环保技术、空间技术、计算机技术、海洋工程技术等现代高新技术及其产业。功能材料不仅对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，还对我国相关传统产业的改造和升级，实现跨越式发展起着重要的促进作用。 功能材料种类繁多，用途广泛，正在形成一个规模宏大的高技术产业群，有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。世界各国均十分重视功能材料的研发与应用，它已成为世界各国新材料研究发展的热点和重点，也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。在全球新材料研究领域中，功能材料约占85%。我国高技术 (863)计划、国家重大基础研究[973]计划、国家自然科学基金项目中均安排了许多功能材料技术项目（约占新材料领域70%比例），并取得了大量研究成果。
三种主要的薄膜太阳能电池详解
三种主要的薄膜太阳能电池详解 摘要：上述电池中，尽管硫化镉薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高，成本较单晶硅电池低，并且也易于大规模生产，但由于镉有剧毒，会对环境造成严重的污染，因此，并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代。砷化镓III-V化合物及铜铟硒薄膜电池由于具有较高的转换效率受到人们的普遍重视。 关键字：薄膜太阳能电池, 砷化镓, 单晶硅电池 单晶硅是制造太阳能电池的理想材料，但是由于其制取工艺相对复杂，耗能大，仍然需要其他更加廉价的材料来取代。为了寻找单晶硅电池的替代品，人们除开发了多晶硅，非晶硅薄膜太阳能电池外，又不断研制其它材料的太阳能电池。其中主要包括砷化镓III-V族化合物，硫化镉，碲化镉及铜锢硒薄膜电池等。来源:大比特半导体器件网 上述电池中，尽管硫化镉薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高，成本较单晶硅电池低，并且也易于大规模生产，但由于镉有剧毒，会对环境造成严重的污染，因此，并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代。砷化镓III-V化合物及铜铟硒薄膜电池由于具有较高的转换效率受到人们的普遍重视。来源:大比特半导体器件网 砷化镓太阳能电池 GaAs属于III-V族化合物半导体材料，其能隙为 1.4eV，正好为高吸收率太阳光的值，与太阳光谱的匹配较适合，且能耐高温，在250℃的条件下，光电转换性能仍很良好，其最高光电转换效率约30%，特别适合做高温聚光太阳电池。砷化镓生产方式和传统的硅晶圆生产方式大不相同，砷化镓需要采用磊晶技术制造，这种磊晶圆的直径通常为4—6英寸，比硅晶圆的12英寸要小得多。磊晶圆需要特殊的机台，同时砷化镓原材料成本高出硅很多，最终导致砷化镓成品IC成本比较高。磊晶目前有两种，一种是化学的MOCVD，一种是物理的MBE。GaAs等III-V化合物薄膜电池的制备主要采用MOVPE和LP E技术，其中MOVPE方法制备GaAs薄膜电池受衬底位错，反应压力，III-V比率，总流量等诸多参数的影响。GaAs(砷化镓)光电池大多采用液相外延法或MOCVD技术制备。用GaAs作衬底的光电池效率高达29.5%(一般在19.5%左右) ，产品耐高温和辐射，但生产成本高，产量受限，目前主要作空间电源用。以硅片作衬底，MOCVD技术
太阳能板制作工艺
太阳能电池板（组件）生产工艺 组件线又叫封装线，封装是太阳能电池生产中的关键步骤，没有良好的封装工艺，多好的电池也生产不出好的组件板。电池的封装不仅可以使电池的寿命得到保证，而且还增强了电池的抗击强度。产品的高质量和高寿命是赢得可客户满意的关键，所以组件板的封装质量非常重要。 流程： 1、电池检测—— 2、正面焊接—检验— 3、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—11、包装入库 组件高效和高寿命如何保证： 1、高转换效率、高质量的电池片； 2、高质量的原材料，例如：高的交联度的EVA、高粘结强度的封装剂（中性硅酮树脂胶）、高透光率高强度的钢化玻璃等； 3、合理的封装工艺 4、员工严谨的工作作风； 由于太阳电池属于高科技产品，生产过程中一些细节问题，一些不起眼问题如应该戴手套而不戴、应该均匀的涂刷试剂而潦草完事等都是影响产品质量的大敌，所以除了制定合理的制作工艺外，员工的认真和严谨是非常重要的。 太阳电池组装工艺简介： 工艺简介：在这里只简单的介绍一下工艺的作用，给大家一个感性的认识. 1、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。 2、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）。焊带的长度约为电池边长的2倍。多出的焊带在背面焊接时与后面的电池片的背面电极相连 3、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。 4、层压敷设：背面串接好且经过检验合格后，将组件串、玻璃和切割好的EVA 、玻璃纤维、背板按照一定的层次敷设好，准备层压。玻璃事先涂一层试剂（primer）以增加玻璃和EVA的粘接强度。敷设时保证电池串与玻璃等材料的相对位置，调整好电池间的距离，为层压打好基础。（敷设层次：由下向上：玻璃、EVA、电池、EVA、玻璃纤维、背板）。 5、组件层压：将敷设好的电池放入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热使EVA熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起；最后冷却取出组件。层压工艺是组件生产的关键一步，层压温度层压时间根据EVA的性质决定。我们使用快速固化EVA 时，层压循环时间约为25分钟。固化温度为150℃。 6、修边：层压时EVA熔化后由于压力而向外延伸固化形成毛边，所以层压完毕应
太阳能电池片生产工艺常用化学品及其应用
太阳能电池片生产工艺常用化学品及其应用 一般来说，半导体工艺是将原始半导体材料转变为有用的器件的一个过程，太阳能电池工艺就是其中的一种，这些工艺都要使用化学药品。 1．常用化学药品 太阳能电池工艺常用化学药品有：乙醇（C2H5OH）、氢氧化钠（NaOH）、盐酸（HCl）、氢氟酸(HF)、异丙醇（IPA）、硅酸钠（Na2SiO3）、氟化铵（NH4F）、三氯氧磷（POCl3）、氧气（O2）、氮气（N2）、三氯乙烷（C2H3Cl3）、四氟化碳（CF4）、氨气（NH3）和硅烷（SiH4），光气等。 2．电池片生产工艺过程中各化学品的应用及反应方程式： 2.1一次清洗工艺 2.1.1去除硅片损伤层： Si + 2 NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2 H2 ↑ 28 80 122 4 对125*125的单晶硅片来说，假设硅片表面每边去除10um，两边共去除20um，则每片去处的硅的重量为：△g=12.5*12.5*0.002*2.33 = 0.728g。（硅的密度为2.33g/cm3） 设每片消耗的NaOH为X克，生成的硅酸钠和氢气分别为Y和Z克，根据化学方程式有： 28 ：80 = 0.728 ：ＸＸ= 2.08g 28 ：122 = 0.728 ：Y Y=3.172g 28 ：4 = 0.728 ：Z Z= 0.104g 2.1.2制绒面： Si + 2 NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2 H2 ↑ 28 80 122 4 由于在制绒面的过程中，产生氢气得很容易附着在硅片表面，从而造成绒面的不连续性，所以要在溶液中加入异丙醇作为消泡剂以助氢气释放。另外在绒面制备开始阶段，为了防止硅片腐蚀太快，有可能引起点腐蚀，容易形成抛光腐蚀，所以要在开始阶段加入少量的硅酸钠以减缓对硅片的腐蚀。 2.1.3 HF酸去除SiO2层 在前序的清洗过程中硅片表面不可避免的形成了一层很薄的SiO2层，用HF酸把这层SiO2去除掉。 SiO2 + 6 HF = H2[SiF6] + 2 H2O 2.1.4HCl酸去除一些金属离子，盐酸具有酸和络合剂的双重作用，氯离子能与Pt 2+、Au 3+、Ag +、Cu+、Cd 2+、Hg 2+等金属离子形成可溶于水的络合物。 2.2扩散工艺 2.2.1扩散过程中磷硅玻璃的形成： Si + O2＝SiO2 5POCl3＝3 PCl5 + P2O5（600℃） 三氯氧磷分解时的副产物PCl5，不容易分解的，对硅片有腐蚀作用，但是在有氧气的条件下，可发生以下反应： ４PCl5 + 5O2＝2 P2O5 + 10Cl2↑(高温条件下) 磷硅玻璃的主要组成：小部分P2O5，其他是２SiO2·P2O5或SiO2·P2O5。这三种成分分散在二氧化硅中。 在较高温度的时候，P2O5作为磷源和Si反应生成磷，反应如下：
!!!太阳能电池制程工艺-培训资料
员 工 培 训 资 料 2008年09月04日初订 目录 第一章太阳能概况 (2) 第二章太阳能电池的发明和未来前景 (3) 1．太阳能电池发明 (3)
2．太阳能电池前景 (4) 第三章太阳能光伏技术 (5) 1．光伏效应 (5) 2．光伏电池分类 (5) 3．晶体硅生产一般工艺流程 (5) 第四章硅太阳能电池的工作原理及其结构 (12) 第五章太阳能电池基本参数 (16) 1．标准测试条件 (16) 2．太阳电池等效电路 (16) 3．伏安(I-V)特性曲线 (17) 4．开路电压 (18) 5．短路电流 (18) 6．最大功率点 (18) 7．最佳工作电压 (18) 8．最佳工作电流 (18) 9．转换效率 (18) 10．填充因子(曲线因子) (19) 12．电压温度系数 (19) 第一章太阳能概况 太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能，广义地说，太阳能包含以上各种可再生能源。太阳能作为可再生能源的一种，则是指太阳能的直接转化和利用。通过转换装置把太阳辐射
能转换成热能利用的属于太阳能热利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电，也属于这一技术领域；通过转换装置把太阳辐射能转换成电能利用的属于太阳能光发电技术，光电转换装置通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换的，因此又称太阳能光伏技术。 二十世纪50年代，太阳能利用领域出现了两项重大技术突破：一是1954年美国贝尔实验室研制出6％的实用型单晶硅电池，二是1955年以色列Tabor提出选择性吸收表面概念和理论并研制成功选择性太阳吸收涂层。这两项技术突破为太阳能利用进入现代发展时期奠定了技术基础。 70年代以来，鉴于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，世界上许多国家掀起了开发利用太阳能和可再生能源的热潮。1973年，美国制定了政府级的阳光发电计划，1980年又正式将光伏发电列入公共电力规划，累计投入达8亿多美元。1992年，美国政府颁布了新的光伏发电计划，制定了宏伟的发展目标。日本在70年代制定了“阳光计划”，1993年将“月光计划”（节能计划）、“环境计划”、“阳光计划”合并成“新阳光计划”。德国等欧共体国家及一些发展中国家也纷纷制定了相应的发展计划。90年代以来联合国召开了一系列有各国领导人参加的高峰会议，讨论和制定世界太阳能战略规划、国际太阳能公约，设立国际太阳能基金等，推动全球太阳能和可再生能源的开发利用。开发利用太阳能和可再生能源成为国际社会的一大主题和共同行动，成为各国制定可持续发展战略的重要内容。 二十多年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展，成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。 第二章太阳能电池的发明和未来前景 1．太阳能电池发明 1839年法国物理学家A·E·贝克勒尔意外的发现，两片金属进入溶液构成的伏打电池，受到阳光照射时会产生额外的伏打电势，他把这种现象称为光生伏打效应。1883年，有人在半导体硒和金属接触处发现了固体光伏效应。后来就把能够产生光生伏打效应的器件称为光伏器件。由于半导体PN结器件在阳光下光电
非晶硅薄膜太阳能电池的制备工艺流程
非晶硅薄膜太阳能电池的制备 工艺流程 非晶硅薄膜太阳能电池的制备工艺流程 清抚是玻璃镀膜必备的一道工序，因为班璃基片的清洁度会直接膨响沉积的薄臓的的匀性和粘附力?棊片上的任何微粒、油污和杂大程健上降低薄震的附若力.玻璃淸洗机是玻西在真亨橫痕.熟弯、钢化、中空合片等探加工丄艺和対璇璃农面述和清活、干燥处理的设篇.实验所采用的班隣为普通浮法股越口玻璃尺、j为700mm550mm D ?35rSa机主要由传动系统、辰洗、清水冲洗、纯水冲洗、冷、热J4千、电拎系统等组成”本立实验中使用HKD-TY1200清洗机清洗擴膜前的玻革基片” 背板玻璃清诜机工艺｛￡程为； 入料一城切1~盘刷洗一淀剂滾刪抚一风切2—D】水滚刷洗?傀切3—高压
喷附洗-BJ清洗一啧衲洗［-咬淋洗2-DI术洗?风刀「燥"除静电一出料玻璃淸洗后经检玲光源檢测，确认玻璃表曲没有明显微观峡陌和可见污Jft 物后方可进入镀膜阶段. “ 2,1.2玻璃基片的加热 为了提冉IF品硅太阳能电池的生产效率，首先将淆抚干挣的玻珀辜片裝载入沉枳盒.沉积盒放入侦热炉中加熱.预热炉加热方武为熱颯循环式.加热温度均20CV-300r.控富糯度￡编?控制方式为PID涮节. 2J.3 AZO膜的溅射设备 实验采用与企业共同开发研制的非标大廊积苹片磁捽银膜中试线.设备有盘岚业潔和中茨电阪靶村为平沏甕材*靶材与基片闾的距离为g如.基片敖置于墓片架上，在荷动机构的潜动下征返运动.设备设计加工尺寸为宽SS0im?. K7W W的平面肢璃赴板材科.采用夹心直加無营加热方貳.有肉匀的布P方式和稳定的抽吒速度.
制备AZO薄膜之前，使用中频反应溉射沉积SiOr钩离子阻挡层，使用的Si耙纯度为99.999%, Ar气纯度为99.99%,本底真空高f 2x10^3.之后使用直流磁控裁射沉积AZO薄膜，采用氧化锌掺铝陶瓷把材，威射气体及本底真空与隔离层一致.实验中制备的电池组件需要激光刻划来完成电池的集成.AZO 薄膜沉积之后，使用波长为355nm的激光刻划AZO薄膜. 2.1.4 Si膜的PECVD设备及电池的篥成 PECVD设备是非晶硅太阳能电池生产线的关键设备，完成a-SiiH膜的沉积。本设备为多片武中试线设备，主要由反应室、片盒、真空系统，电控系统，水路.气路，机架等组成.加热采用板式加热劈室外烘烤方式，沉积室内祁址高能达到300*0。设备电源有两种：一为AE射频CRF）电源，频率为13.56MHz, 最大功率为1?2KW； 二.为AE其离频（VHP》电源，频率为40.68MHzo设备的极用真空可以达到1X10-P/沉积用的气体由供气系统提供，柜内气体种类有硅烷⑸比）、磷烷（PH3k乙硼烷厲人）、氢气但2〉、氫气（Ar）、氮气两?设条配备有尾气处理系统.用于处理被抽出的易燃、易爆及席蚀性工艺气体.此非晶莊薄膜太阳德电池中试设篇用于生产700mmX550nun的大面积璇璃基非晶硅太阳能电池组件。 1、检査压缩空气、冷却水、设备电減足否正常，梅预热好的沉积盒推入沉枳室内，馈闭炉门。 2、开维持泵，开底抽管道插板阀，待破完管道真空后关低抽管路充气阀，开底 抽管道插板阀，开滑阀泵，特真空室内压力低于50OPa以下时，关旁路预抽阀，开低抽高阀，开罗茨泵，抽压力至IP A以下，此时若分子泵前级压力低于IP B。开分子泵，当分子泵转速到达最高转速时（31080）.关底抽管道插板阀.开分子泵前级阀"开髙抽阀，拉真空至本底真空，打开出气总阀，打开要做工艺气体的出口阀，调节流盘计度数，抽管路真空至本底良空. 3、打开尾气处理系统。观察尾气处理系统水、气、负压是否正常，炉口、炉内、水位有无报警，温度是否升到雯求700*0.加热裂解装置是否正常功能工作。 4、梅干泵N?吹扫址调制85L,开干泵，开干泵前级阀? 5、打开凱气、翘气、硅烷、磅烷气体瓶阀，确认后，开岀气总阀，依次开配气 柜氧气岀气阀，配气柜氨气进气阀，调节流爲计读数至工艺所需移数.通Ar起?辉.打击极板10分钟，关闭射频电瀕.再依次通入氢气、硅烷、确烷，调节角阀设定压力（0?266）?调节至工艺所需压力.待压力稳定后，开射频电源开关调节至工艺所需功率奁看辉光情况.稳定后，开始计时. 6、沉枳p层膜 7、沉枳到工艺所需时间后，关闭射频电源，迅速调小工艺气体流量.用干泵抽真
新材料产业——新能源材料
新材料产业——新能源材料 发展领域 新材料是指那些新出现的或正在发展中的、具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能的材料；或采用新技术(工艺,装备)，使传统材料性能有明显提高或产生新功能的材料；一般认为满足高技术产业发展需要的一些关键材料也属于新材料的范畴。 新材料作为高新技术的基础和先导，应用范围极其广泛，它同信息技术、生物技术一起成为21世纪最重要和最具发展潜力的领域。随着我国能源消耗大幅度增长，煤炭、石油、天然气等传统能源已难于满足长期发展的需求，并会在消耗过程中对环境造成巨大破坏，要解决上述问题必须提高燃烧效率，实现清洁煤燃烧，开发新能源，节能降耗。这3个方面都与材料有着极为密切的关系。 新能源材料是指实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术中所要用到的关键材料，它是发展新能源的核心和基础。主要包括储氢合金材料为代表的镍氢电池材料、嵌锂碳负极和LiCoO2正极为代表的锂离子电池材料、燃料电池材料、Si半导体材料为代表的太阳能电池材料和发展风能、生物质能以及核能所需的关键材料等。
前景展望 新能源和再生清洁能源技术是21世纪世界经济发展中最具有决定性影响的五个技术领域之一，新能源包括太阳能、生物质能、核能、风能、地热、海洋能等一次能源以及二次电源中的氢能等。新能源材料则是指实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术中所要用到的关键材料，主要应用于照明、供电、供热等领域。 主要包括以镍氢电池材料、锂离子电池材料为代表的 绿色电池材料；燃料电池材料；太阳能电池材料以及铀、氘、氚为代表的反应堆核能材料等。 当前绿色电池材料研究的热点和前沿技术包括高能储氢材料、聚合物电池材料、磷酸铁锂正极材料等。在燃料电池材料领域当前研究的热点和前沿技术包括中温固体氧化物燃料电池，电解质材料等。在太阳能电池材料领域当前研究的热点和前沿技术包括晶体硅太阳能电池材料、非晶硅薄膜电池材料、化合物薄膜电池材料和染料敏化电池材料等。 对我国来说，首先要考虑的是提高能源生产效率、减少污染，其中当务之急是逐步实现洁净煤燃烧。为了提高燃烧效率，提高热效和增加机动性，要发展超临界蒸汽发电机组、整体煤气化联合循环技术和大功率工业燃气轮机组，这些技术对材料的要求都十分苛刻，需要耐热、耐蚀、抗磨蚀、抗
非晶硅薄膜太阳能电池及制造工艺
非晶硅薄膜太阳能电池及制造工艺 一、非晶硅薄膜太阳能电池结构、制造技术简介 1、电池结构 分为：单结、双结、三结 2、制造技术 ①单室，多片玻璃衬底制造技术。主要以美国Chronar、APS、EPV公司为代表 ②多室，双片（或多片）玻璃衬底制造技。主要以日本KANEKA公司为代表 ③卷绕柔性衬底制造技术（衬底：不锈钢、聚酰亚胺)。主要以美国Uni-Solar 公司为代表。 所谓“单室，多片玻璃衬底制造技术”就是指在一个真空室内，完成P、I、N 三层非晶硅的沉积方法。 作为工业生产的设备，重点考虑生产效率问题，因此，工业生产用的“单室，多片玻璃衬底制造技术”的非晶硅沉积，其配置可以由X个真空室组成（X为≥1的正整数），每个真空室可以放Y个沉积夹具（Y为≥1的正整数），例如：?1986年哈尔滨哈克公司、1988年深圳宇康公司从美国Chronar公司引进的内联式非晶硅太阳能电池生产线中非晶硅沉积用6个真空室，每个真空室装1个分立夹具，每1个分立夹具装4片基片，即生产线一批次沉积6×1×4＝24片基片，每片基片面积305mm×915mm。 ?1990年美国APS公司生产线非晶硅沉积用1个真空室，该沉积室可装1个集成夹具，该集成夹具可装48片基片，即生产线一批次沉积1×48＝48片基片，每片基片面积760mm×1520mm。 ?本世纪初我国天津津能公司、泰国曼谷太阳公司（BangKok Solar Corp）、泰国光伏公司（Thai Photovoltaic Ltd）、分别引进美国EPV技术生产线，非晶硅沉积也是1个真空室，真空室可装1个集成夹具，集成夹具可装48片基片，即生产线一批次沉积1×48＝48片基片，每片基片面积635mm×1250mm。 ?国内有许多国产化设备的生产厂家，每条生产线非晶硅沉积有只用1个真空室，真空室可装2个沉积夹具，或3个沉积夹具，或4个沉积夹具；也有每条生产线非晶硅沉积有2个真空室或3个真空室，而每个真空室可装2个沉积夹具，或3个沉积夹具。总之目前国内主要非晶硅电池生产线不管是进口还是国产均主要是用单室，多片玻璃衬底制造技术，下面就该技术的生产制造工艺作简单介绍。 二、非晶硅太阳能电池制造工艺 1、内部结构及生产制造工艺流程 下图是美国Chronar公司技术为代表的内联式单结非晶硅电池内部结构示意图：图1、内联式单结非晶硅电池内部结构示意图
太阳能电池工艺简介及厂房建设总结1
太阳能电池片工艺简介及厂房建设总结 本文章主要侧重于太阳能电池的生产工艺及厂房及建设探讨，欢迎批评指正。 一、工艺简介及设备环境要求 太阳能电池片生产工艺分为：制绒清洗（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→封装，以下就各工艺进行详细分析及说明。 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。 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。 制绒的流程：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。由于入射光在表面的多次反射和折射，增加了光的吸收，提高了电池的短路电流和转换效率。硅的各向异性腐蚀液通常用热的碱性溶液，可用的碱有氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂和乙二胺等。大多使用廉价的浓度约为1%的氢氧化钠稀溶液来制备绒面硅，腐蚀温度为70-85℃。为了获得均匀的绒面，还应在溶液中酌量添加醇类如乙醇和异丙醇等作为络合剂，以加快硅的腐蚀。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 腐蚀制绒区环境要求：温度要求：23±2℃湿度要求：55±10%；十万级可满足车间要求。 不同设备厂家高度也不同RENA制绒设备的规格为7584*4540*3065，因此一般设计3.5~4米吊顶。 地坪采用>2mm环氧树脂即可，无防静电要求。 腐蚀制绒区排气（18个排气口） 排风量（PP or PVC）：普通漂洗排风3000m3/h+酸排4290m3/h+碱排450m3/h /台 有酸/碱废液，排放酸性约19m3/h,碱性液体约8m3/h 压缩空气6Bar，224NM3/h/台管道采用不锈管 纯水：电子级1级，3.6m3/h/台管道采用CL-PVC 自来水流量2.4m3/h,，平均0.06m3/h/台管道采用PPR 冷却循环水：供水压力5Bar，进水温度18℃，接口流量2.4m3/h/台管道不锈管。 RENA清洗机功率：19.5KW 捷佳创功率：90KW
薄膜太阳能电池课程报告
演讲人:陈俊飞(常熟理工学院,光电系) 前言：(概述） 1.什么是薄膜太阳能电池？我个人的简单认识； 2.薄膜电池与我们之前所了解的晶硅电池相比又有哪些不同，抑或说是 优缺点； 3.薄膜电池有哪些用途(对应的商品)，以及今后的发展方向。 第一张：标题（薄膜太阳能技术课程报告） 第二张：简述我对薄膜电池的基本认识； 详细内容： 薄膜电池顾名思义就是将一层薄膜制备成太阳能电池，其用硅量极少，更容易降低成本，同时它既是一种高效能源产品，又是一种新型建筑材料，更容易与建筑完美结合。在国际市场硅原材料持续紧张的背景下，薄膜太阳电池已成为国际光伏市场发展的新趋势和新热点。目前已经能进行产业化大规模生产的薄膜电池主要有3种：硅基薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池（CIGS）、碲化镉薄膜太阳能电池（CdTe）。 分类详细说明： 1.硅基薄膜电池 硅基薄膜电池包括非晶硅薄膜电池、微晶硅薄膜电池、多晶硅薄膜电池，而目前市场上主要是非晶硅薄膜电池产品。非晶硅（a - S i）太 阳电池一般是通过高频等离子体辉光放电等方法使硅烷（S i H4）气体
分解沉积而成的。非晶硅的禁带宽度为1.7e V，通过掺硼或磷可得到p 型或n型a - S i。然而由于非晶硅原子排列的不规则性，单纯的非晶硅p - n结中隧道电流占主导地位，无整流特性，不能制作太阳电池。为得到良好的二极管整流特性，一般要在p层和n层之间加入较厚的本征层i，以遏制其隧道电流，所以非晶硅太阳电池一般具有p - i - n结构。为了提高效率和改善稳定性，发展了p - i - n / p - i -n双层或多层结构式的叠层电池；美国联合太阳能（U n i t e dS o l a r）还做出了a - S i / a - S i G e /a-SiGe 三层堆叠硅锗电池，使吸收光谱更广。 2.碲化镉薄膜电池 碲化镉薄膜电池是最早发展的太阳电池之一，由于其工艺过程简单、制造成本低，实验室转换效率已超过16%，大规模效率超过10.5%，远高于非晶硅电池。不过由于镉元素可能对环境造成污染，使用受到限制。近年来，美国第一太阳能公司采取独特的蒸气输运法沉积等特殊措施，解决了镉元素的污染问题，开始大规模生产，并为德国建造世界最大的光伏电站提供40MW碲化镉太阳电池组件。 3.铜铟镓硒薄膜电池 铜铟镓硒薄膜电池是近年来发展起来的新型太阳电池，通过磁控溅射、真空蒸发等方法在基底上沉积铜铟镓硒薄膜，薄膜制作方法主要有多元分布蒸发法和金属预置层后硒化法等。基底一般用玻璃，也可用不锈钢作为柔性衬底。铜铟镓硒薄膜电池的实验室最高效率已接近20%，成品组件效率已达到13%，是目前薄膜电池中效率最高的电池之一。4.砷化镓薄膜电池
太阳能电池片生产工艺简介解读
培训资料 前道 一制绒工艺 制绒目的 1?消除表面硅片有机物和金属杂质。 2.去处硅片表面机械损伤层。 3?在硅片表面形成表面组织，增加太阳光的吸收减少反射。 工艺流程 来料，开盒，检查，装片，称重，配液加液，制绒，甩干，制绒后称重，绒面检查，流出。 单晶制绒1号机 2号机 基本原理 1#超声 去除有机物和表面机械损伤层。 目前采用柠檬酸超声，和双氧水与氨水混合超声。
3#4#5#6#制绒 利用NaOH 溶液对单晶硅片进行各向异性腐蚀的特点来制备绒面。当各向异性因子（（100） 面与（111）面单晶硅腐蚀速率之比）=10 时，可以得到整齐均匀的金字塔形的角锥体组成的绒面。绒面具有受光面积大，反射率低的特点。可以提高单晶硅太阳能电池的短路电流，从而提高太阳能电池的光转换效率。 化学反应方程式：Si+2NaOH+H 2O=Nasio 3+2H 2 f 影响因素 1.温度 温度过高，首先就是IPA 不好控制，温度一高，IPA 的挥发很快，气泡印就会随之出现，这样就大大减少了PN 结的有效面积，反应加剧,还会出现片子的漂浮，造成碎片率的增加。可控程度：调节机器的设置，可以很好的调节温度。 2.时间金字塔随时间的变化：金字塔逐渐冒出来；表面上基本被小金字塔覆盖，少数开始成长；金字塔密布的绒面已经形成，只是大小不均匀，反射率也降到比较低的情况；金字塔向外扩张兼并，体积逐渐膨胀，尺寸趋于均等，反射率略有下降。可控程度：调节设备参数，可以精确的调节时间。 3.IPA 1.协助氢气的释放。 2.减弱NaOH 溶液对硅片的腐蚀力度，调节各向因子。纯NaOH 溶液在 高温下对原子排列比较稀疏的100 晶面和比较致密的111 晶面破坏比较大，各个晶面被腐蚀而消融，IPA 明显减弱NaOH 的腐蚀强度，增加了腐蚀的各向异性，有利于金字塔的成形。乙醇含量过高，碱溶液对硅溶液腐蚀能力变得很弱，各向异性因子又趋于1。 可控程度：根据首次配液的含量，及每次大约消耗的量，来补充一定量的液体，控制精度不高。 4.NaOH 形成金字塔绒面。NaOH 浓度越高，金字塔体积越小，反应初期，金字塔成核密度近似不受NaOH 浓度影响，碱溶液的腐蚀性随NaOH 浓度变化比较显著，浓度高的NaOH 溶液与硅反映的速度加快，再反应一段时间后，金字塔体积更大。NaOH 浓度超过一定界限时，各向异性因子变小，绒面会越来越差，类似于抛光。 可控程度：与IPA 类似，控制精度不高。 5.Na 2SiO 3 SI 和NaOH 反应生产的Na2SiO3 和加入的Na2SiO3 能起到缓冲剂的作用，使反应不至于很剧烈,变的平缓。Na 2SiO 3使反应有了更多的起点，生长出的金字塔更均匀，更小一点Na2SiO3 多的时候要及时的排掉，Na2SiO3 导热性差，会影响反应,溶液的粘稠度也增加，容易形成水纹、花蓝印和表面斑点。 可控程度：很难控制。 4#酸洗 HCL 去除硅片表面的金属杂质盐酸具有酸和络合剂的双重作用，氯离子能与多种金属离子形成可溶与水的络合物。 6#酸洗 HF 去除硅片表面氧化层，SiO2+6HF=H 2[siF6]+2H 2O。控制点 1．减薄量定义：硅片制绒前后的前后重量差。 控制范围
碲化镉薄膜太阳能电池及其溅射制备
3上海海事大学青年骨干教师培养项目(No.025063) 张榕:通信作者 Tel :021********* E 2mail :rongzhang @https://www.wendangku.net/doc/1a4219148.html, 碲化镉薄膜太阳能电池及其溅射制备3 张 榕1,周海平2,陈 红3 (1 上海海事大学基础科学部,上海200135;2 四川师范大学物理与电子工程学院,成都610066; 3 上海交通大学物理系凝聚态光谱与光电子物理实验室,上海200030) 摘要 简单综述了化合物半导体碲化镉太阳能电池的发展历史、基本结构和核心问题,在此基础上重点总结了 用溅射法制备的多晶碲化镉薄膜太阳能电池的优缺点、面临问题、发展现状,展望了它的发展趋势,并讨论了用溅射法制备渐变带隙碲化镉薄膜太阳能电池以提高转化效率的可能性。 关键词 碲化镉 薄膜太阳能电池 溅射法中图分类号:TM914.42 An Overvie w of CdT e Thin Film Solar Cells and R elevant Sputtering F abrication ZHAN G Rong 1,ZHOU Haiping 2,C H EN Hong 3 (1 Basic Science Department ,Shanghai Maritime University ,Shanghai 200135;2 Department of Physics and Electronic Engineering , Sichuan Normal University ,Chengdu 610066;3 Laboratory of Condensed Matter Spectroscopy and Opto 2electronic Physics , Department of Physics ,Shanghai Jiaotong University ,Shanghai 200030) Abstract This article firstly gives a brief overview to the development history ,basic structures and critical is 2 sues of compound semiconductor Cd Te 2based solar cells ,then sheds light on the advatages and disadvantages ,current status ,and trend of development of the sputtered polycrystalline Cd Te thin film solar cells.Finally ,it also discusses the possibility to fabricate graded 2bandgap Cd Te solar cells by using the sputtering method K ey w ords Cd Te ,thin film solar cells ,sputtering 0 引言 随着当今世界人口和经济的增长、能源资源的日益匮乏、环境的日益恶化以及人们对电能的需求量越来越大,太阳能的开发和利用已经在全球范围内掀起了热潮。这非常有利于生态环境的可持续发展,造福子孙后代,因此世界各国竞相投资研究开发太阳能电池。 太阳能电池是一种利用光生伏特效应将太阳光能直接转化为电能的器件。早在1839年,科学家们已经开始研究光生伏特效应,到20世纪40年代中期,太阳能电池的研制取得了重大突破,在单晶硅中发现了称之为Czochralski 的过程。1954年,美国贝尔实验室根据这个Czochralski 的过程成功研制了世界上第一块太阳能电池,能量转换效率达到4%。太阳能电池的问世,标志着太阳能开始借助人工器件直接转换为电能,这是世界能源业界的一次新的飞跃。 太阳能电池种类繁多,包括单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、化合物半导体电池和叠层太阳能电池等。 硅材料是目前太阳能电池材料(即光伏材料)的主流,这不仅因为硅在地壳中含量丰富,而且用它制成的电池转化效率相对较高。单晶硅太阳能电池在实验室里最高的转换效率接近25%,而规模生产的单晶硅太阳能电池,其效率为15%。但是单晶硅太阳能电池制作工艺繁琐,且单晶硅成本价格居高不下,大幅降低成本非常困难,无法实现太阳能发电的大规模普及。 随着新材料的不断开发和相关技术的发展,以其他材料为基础的太阳能电池愈来愈显示出诱人的前景。目前国际低成本大规模生产技术的研究主要集中在多晶硅、大面积薄膜非晶硅、碲化镉(Cd Te )、铜铟硒(CuInSe 2)太阳能电池,Ⅲ2Ⅴ族化合物半导体高效太阳能电池,非晶硅及结晶硅混合型薄膜太阳能电池等方面。与单晶硅太阳能电池相比,除多晶硅、砷化镓、铜铟硒、碲化镉等外,其他材料的电池光电转化效率普遍未超过15%。尽管如此,硅材料仍不是最理想的光伏材料,这主要是因为硅是间接带隙半导体材料,其光学吸收系数较低,所以研究其他光伏材料成为当前的一种趋势。其中,Cd Te 和CuInSe 2被认为是两种非常有应用前景的光伏材料,目前已经取得一定的进展,但是要将它们大规模生产并与晶体硅太阳能电池抗衡还需要投入大量的人力物力进行研发。 Cd Te 是一种化合物半导体,在太阳能电池中一般作吸收层。由于它的直接带隙为1.45eV [1],最适合于光电能量转换, 因此使得约2 μm 厚的Cd Te 吸收层在其带隙以上的光学吸收率达到90%成为可能,允许的最高理论转换效率在大气质量AM1.5条件下高达27%[2]。Cd Te 容易沉积成大面积的薄膜,沉积速率也高。因此,Cd Te 薄膜太阳能电池的制造成本较低,是应用前景较好的一种新型太阳能电池,已成为美、德、日、意等国研发的主要对象。目前,已获得的最高效率为16.5%(1cm 2),电池模块效率达到11%(0.94m 2)[2～4]。然而,人们当前对Cd Te 太阳能电池的特点和发展趋势认识很零散,没有一个系统的、整体的了解。此外,人们对用溅射法制备的多晶碲化
单晶硅太阳能电池详细工艺
单晶硅太阳能电池 1.基本结构 2.太阳能电池片的化学清洗工艺 切片要求：①切割精度高、表面平行度高、翘曲度和厚度公差小。②断面完整性好，消除拉丝、刀痕和微裂纹。③提高成品率，缩小刀(钢丝)切缝，降低原材料损耗。④提高切割速度，实现自动化切割。 具体来说太阳能硅片表面沾污大致可分为三类： 1、有机杂质沾污：可通过有机试剂的溶解作用，结合兆声波清洗技术来去除。 2、颗粒沾污：运用物理的方法可采机械擦洗或兆声波清洗技术来去除粒径≥ 0.4 μm颗粒，利用兆声波可去除≥ 0.2 μm颗粒。 3、金属离子沾污：该污染必须采用化学的方法才能将其清洗掉。硅片表面金属杂质沾污又可分为两大类：（1）、沾污离子或原子通过吸附分散附着在硅片表面。（2）、带正电的金属离子得到电子后面附着（尤如“电镀”）到硅片表面。
1、用 H2O2作强氧化剂，使“电镀”附着到硅表面的金属离子氧化成金属，溶解在清洗液中或吸附在硅片表面。 2、用无害的小直径强正离子（如H+），一般用HCL作为H+的来源，替代吸附在硅片表面的金属离子，使其溶解于清洗液中，从而清除金属离子。 3、用大量去离子水进行超声波清洗，以排除溶液中的金属离子。 由于SC-1是H2O2和NH4OH的碱性溶液，通过H2O2的强氧化和NH4OH 的溶解作用，使有机物沾污变成水溶性化合物，随去离子水的冲洗而被排除；同时溶液具有强氧化性和络合性，能氧化Cr、Cu、Zn、Ag、Ni、Co、Ca、Fe、Mg等，使其变成高价离子，然后进一步与碱作用，生成可溶性络合物而随去离子水的冲洗而被去除。因此用SC-1液清洗抛光片既能去除有机沾污，亦能去除某些金属沾污。在使用SC-1液时结合使用兆声波来清洗可获得更好的清洗效果。 另外SC-2是H2O2和HCL的酸性溶液，具有极强的氧化性和络合性，能与氧化以前的金属作用生成盐随去离子水冲洗而被去除。被氧化的金属离子与CL-作用生成的可溶性络合物亦随去离子水冲洗而被去除。 3.太阳能电池片制作工艺流程图 具体的制作工艺说明 （1）切片：采用多线切割，将硅棒切割成正方形的硅片。 （2）清洗：用常规的硅片清洗方法清洗，然后用酸（或碱）溶液将 硅片表面切割损伤层除去30－50um。 （3）制备绒面：用碱溶液对硅片进行各向异性腐蚀在硅片表面制备 绒面。 （4）磷扩散：采用涂布源（或液态源，或固态氮化磷片状源）进行 扩散，制成PN＋结，结深一般为0.3－0.5um。
薄膜太阳能电池技术及市场发展现状
薄膜电池技术发展现状 太阳能电池发展中，薄膜电池从一开始就以低成本成为众人关注的亮点，目前国际上已经能进行产业化大规模生产的薄膜电池主要有3种，硅基薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池（CIGS ）、碲化镉薄膜太阳能电池（CdTe ），其中，硅基薄膜电池以其特有的优势快速发展。 2010年行业专家预测，a-Si ，CdTe ，CIGS 3种电池将分别占有薄膜光伏市场的52％，37％和11％。可 见，硅基薄膜电池在中长期发展阶段仍将占据薄膜光伏市场的主导地位。薄膜电池近几年全球产量、市场份额趋势预测见表1、表2。笔者将重点介绍硅基薄膜太阳电池技术和薄膜太阳能电池市场发展现状。 摘 要：详细叙述了硅基薄膜太阳能电池结构、工艺制造技术，a-Si 沉积设备，并针对薄膜电池技术的发展现状， 分析了薄膜电池引起波动和变化的原因，展望了BIPV 薄膜电池在未来城市建筑中的应用前景。关键词：薄膜太阳能电池；非晶硅；转换效率中图分类号：TN604 文献标志码：A 收稿日期：2011－05－12；修回日期：2011－06－16 作者简介：张世伟（1962-），男，山西运城人，高级工程师，主要从事电子工艺及专用设备研究，E-mail ：scjs@https://www.wendangku.net/doc/1a4219148.html, 。 薄膜太阳能电池技术及市场发展现状 （中国电子科技集团公司第二研究所，山西 太原 030024） 张世伟 文章编号：1674-9146（2011）07－0041－04 表1 近几年薄膜电池全球产量 200920102011201220137211224196027373136185.5341.5484627.577311041605214426493151 2010.53170.545886013.5706054.9150.6246.7344.0544.63 9.2310.7710.5510.4310.9535.8638.6142.7245.5144.42年份 碲化镉（CdTe ） /MW 铜铟镓硒（CIGS ） /MW 非晶硅薄膜 /MW 全球产量/MW CdTe 市场份额/%CIGS 市场份额/%非晶硅薄膜市场份额 /% 表2 市场份额及趋势预测 2009201020112012201311531865270535553625464591.5721.5880107020902680311937464158 3707513765458181885356.3952.1847.6545.7946.97 12.5211.5111.0210.7612.0931.163.3141.3343.4540.95年份 碲化镉（CdTe ）/MW 铜铟镓硒（CIGS ）/MW 非晶硅薄膜 /MW 全球产量/MW CdTe 市场份额/%CIGS 市场份额/%非晶硅薄膜市场份额 /%
光伏电池制备工艺
光伏电池制备工艺 第一章 1. 太阳能电池基本工作原理？ 答： 1) 能量转换，太阳光的能量转换为电能； 2) 吸收光产生电子空穴对、空穴对—电子分离或扩散、发电电流的传输。 2. 硅太阳能电池吸收光的特点？ 答： 1) 低于带隙）（v e 12.1的不被吸收； 2) 波长越长（能量低），光吸收越慢； 3) 对电池材料厚度的要求： ① 晶体硅：m 500 以上才能最大化吸收； ② 砷化镉：只需要10几微米就可。 3. 太阳电池光吸收类型及对发电有贡献的类型？ 答： 光吸收类型： 1) 本证吸收； 2) 杂质吸收； 3) 自由载流子吸收； 4) 激子吸收； 5) 晶格吸收。 对太阳电池转换效率有贡献的最主要的是本证吸收。 4. 太阳能电池中的复合类型？ 答： 1) 辐射复合→发光； 2) 俄歇复合→发热； 3) 陷阱辅助复合。 5. 晶体硅太阳电池的基本结构组成？ 答： 1) 前电极（主栅、细栅）； 2) 减反射绒面； 3) 氮化硅减反射层； 4) N 型层； 5) P 型层； 6) 铝背场； 7) 后电极（主栅、铝膜）。 6. 晶体硅太阳电池的主要参数？ 答: 1) 开路电压（oc U ）； 2) 短路电流（sc I ）； 3) 最大输出功率（mp P ）；
4) 工作电压（mp U ）； 5) 工作电流（mp I ）； 6) 转换效率（η）； 7) 填充因子（FF ）； 8) 串联电阻（s R ）； 9) 并联电阻（sh R ）。 10) mp mp I U P mp ?= 11) sc oc mp I U P FF ?= 7. 晶体硅太阳能电池生产工艺流程及作用？ 答： 一清→扩散→二清→PECVD 镀膜→丝网印刷、烧结→检测 作用： 一清：制绒降低反射率、去损伤层、扩散前清洗； 扩散：在P 型硅片上扩散N 型磷，从而形成N P -结； 二清：去除磷硅玻璃、去边结。 PECVD 镀膜：镀氧化磷膜、减反射、钝化。 丝网印刷、烧结：制作金属电极、制作铝背场、形成金属与硅的良好接触。 第二章 1. 单晶、多晶绒面特点？ 答： 单晶：正金字塔结构； 多晶：蜂窝结构。 2. 单晶制绒夜的主要成分？ 答： OH N a 、异丙酸（IPA ）、添加剂。 3. 多晶制绒液的主要成分？ 答： HF 、3HNO 。 4. 单晶制绒质量要求？ 答： 1) 反射率低（%15≤）； 2) 绒面颗粒均匀（m 52μ→）； 3) 覆盖率达%100； 4) 外观均匀，无白点、色差等； 5) 表面清洁无污染； 6) 腐蚀重量在规定范围内。 5. 多晶绒面质量要求？ 答： 1) 反射率低（%20≤）； 2) 绒面颗粒大小均匀； 3) 表面暗纹尽量少； 4) 表面清洁无污染；