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1、非晶硅太阳能电池制造工艺内部结构及生产制造工艺流程下图是以美国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正服侦柢玻璃衬底 叱导苞膜Pl I尾M层4爬保护层生产制造工艺流程：SnO2导电玻璃-SnO2膜切割-清洗-预热-a-Si沉积（PIN）-冷却-a-Si切割- 掩膜镀铝-测试1-老化-测试2-UV保护层-封装-成品测试-分类包装 下图是以美国EPV公司技术为代表的内联式双结非晶硅电池内部结构示意 图：图2、内联式双结非晶硅电池内部结构示意图底磷衬底=城站#剧鼠P 11 N） 也12 N2凰护层它的生产制造工艺流程为：SnO2导电
2、玻璃-SnO2膜切割-清洗-预热-a-Si沉积（PIN/PIN ）-冷却-a-Si 切割-溅射镀铝-Al切割-测试1-老化-测试2-封装-成品测试-分类包装 内联式非晶硅电池生产工艺过程介绍：（l）SnO2透明导电玻璃（或AZO透明导电玻璃）规格尺寸：305 mm X915 mm X3 mm、635 mm X 1245 mmX3 等要求：方块电阻：68。/口、810。/口、1012。/口、1214。/口、 1416Q/口等透过率：N80%膜牢固、平整，玻璃4个角、8个棱磨光（目 的是减少玻璃应力以及防止操作人员受伤）红激光刻划SnO2膜根据生产线预定的线距，用红激光（波长1064nm ）将Sn
3、O2导电膜刻划成相 互独立的部分，目的是将整板分为若干块，作为若干个单体电池的电极。激光刻划时SnO2导电膜朝上（也可朝下）线距：单结电池一般是10mm或5mm，双结电池一般20mm刻线要求：绝缘电阻N 2MQ线宽（光斑直经）V 100um线速500mm/S清洗将刻划好的SnO2导电玻璃进行自动清洗，确保SnO2导电膜的洁净。装基片将清洗洁净的SnO2透明导电玻璃装入“沉积夹具”基片数量：对于美国Chronar公司技术，每个沉积夹具装4片305 mmX915 mm X3 mm的基片，每批次（炉）产出6X4 = 24片对于美国EPV技术，每个沉积夹具装48片635 mm X 1245 mmX3
4、mm的基片， 即每批次（炉）产出1X48 = 48片基片预热将SnO2导电玻璃装入夹具后推入烘炉进行预热。a-Si沉积基本预热后将其转移入PECVD沉积炉，进行PIN （或PIN/PIN ）沉积。根据生产工艺要求控制：沉积炉真空度，沉积温度，各种工作气体流量，沉 积压力，沉积时间，射频电源放电功率等工艺参数，确保非晶硅薄膜沉积质 量。沉积P、I、N层的工作气体P层：硅烷（SiH4）、硼烷（B2H6）、甲烷（CH4）、 高纯氩（Ar）、高纯氢（H2） I层：硅烷（SiH4）、高纯氢（H2） N层：硅 烷（SiH4）、磷烷（PH3）、高纯氩（Ar）、高纯氢（H2）各种工作气体配比有两种方法：第一种
5、：P型混合气体，N型混合气体由国 内专业特种气体厂家配制提供。第二种：PECVD系统在线根据工艺要求调节 各种气体流量配制。冷却a-Si完成沉积后，将基片装载夹具取出，放入冷却室慢速降温。绿激光刻划a-Si膜根据生产预定的线宽以及与SnO2切割线的线间距，用绿激光（波长532nm） 将a-Si膜刻划穿，目的是让背电极（金属铝）通过与前电极（SnO2导电膜） 相联接，实现整板由若干个单体电池内部串联而成。激光刻划时a-Si膜朝下刻划要求：线宽（光斑直经）V 100um与SnO2刻划线的线距V 100um直线度线速500mm/S镀铝镀铝的目的是形成电池的背电极，它既是各单体电池的负极，又是各子电池
6、串联的导电通道，它还能反射透过 a-Si膜层的部分光线，以增加太阳能电 池对光的吸收。镀铝有2种方法：一是蒸发镀铝：工艺简单，设备投入小，运行成本低，但 膜层均匀性差，牢固度不好，掩膜效果难保证，操作多耗人工，仅适用小面积镀铝。二是磁控溅射镀铝：膜层均匀性好，牢固，质量保证，适应小面积 镀铝，更适应大面积镀铝，但设备投资大，运行成本稍高。每节电池铝膜分隔有2种方法：一是掩膜法：仅适用于小面积蒸发镀铝二是 绿激光刻划法：既适用于磁控溅射镀铝，也适用于蒸发镀铝。绿激光刻铝（掩膜蒸发镀铝，没有该工序）对于蒸发镀铝，以及磁控镀铝要根据预定的 线宽以及与a-Si切割线的线间距，用绿激光（波长532nm）
7、将铝膜刻划成相 互独立的部分，目的是将整个铝膜分成若干个单体电池的背电极，进而实现 整板若干个电池的内部串联。激光刻划时铝膜朝下刻划要求：线宽（光斑直经）V 100um与a-Si刻划线的线距V 100um 直线度线速500mm/S（1DIV测试：通过上述各道工序，非晶硅电池芯板已形成，需进行IV测试，以获得电池板的各个性能参数，通过对各参数的分析，来判断莫道工序是否出现问题， 便于提高电池的质量。（12）热老化：将经IV测试合格的电池芯板置于热老化炉内，进行 110C/12h热老化，热 老化的目的是使铝膜与非晶硅层结合得更加紧密，减小串联电阻，消除由于 工作温度高所引起的电性能热衰减现象。非晶
8、硅电池封装工艺薄膜非晶硅电池的封装方法多种多样，如何选择，是要根据其使用的区 域，场合和具体要求而确定。不同的封装方法，其封装材料、制造工艺是不 同的，相应的制造成本和售价也不同。下面介绍目前几种封装方法：1、电池/UV光固胶适用：电池芯板储存制造工艺流程：电池芯板一覆涂 UV胶一紫外光固一分 类储存2、电池/PVC膜适用：小型太阳能应用产品，且应用产品上有对太阳能电池板进行密封保护， 如风帽、收音机、草坪灯、庭院灯、工艺品、水泵、充电器、小型电源等 制造工艺流程：电池芯板一贴PVC膜一切割一边缘处理一焊线一焊点保护一检测一包装（注：边缘处理目的是防止短路，边缘处理的方法有化学腐蚀法、激光刻划
9、 法等）3、组件封装电池/PVC膜适用：一般太阳能应用产品，如应急灯，要求不高的小型户用电源（几十瓦 以下）等制造工艺流程：电池芯板（或芯板切割一边缘处理）一贴PVC膜一焊线一焊点保护一检测一 装边框（电池四周加套防震橡胶）一装插座一检测一包装该方法制造的组件特点：制造工艺简单、成本低，但防水性、防腐性、可靠 性差。电池 /EVA/PET （或 TPT）适用：一般太阳能应用产品，如应急灯，户用发电系统等制造工艺流程：电 池芯板（或芯板切割一边缘处理）一焊涂锡带一检测一 EVA/PET层压一检测 一装边框（边框四周注电子硅胶）一装接线盒（或装插头）一连接线夹一检 测一包装该方法制造的组件特点：防
10、水性、防腐性、可靠性好，成本高。电池/EVA/普通玻璃适用：发电系统等制造工艺流程：电池芯板一电池四周喷砂或激光处理（10mm） 一超声焊接一检测一层压（电 池/EVA/经钻孔的普通玻璃）一装边框（或不装框）一装接线盒一连接线夹 检测一包装该方法制造的组件特点：防水性、防腐性、可靠性好，成本高。钢化玻璃/EVA/电池/EVA/普通玻璃适用：光伏发电站等制造工艺流程：电池芯板一电池四周喷砂或激光处理（10mm）f超声焊接一检测一层压（钢 化玻璃/EVA/电池/EVA/经钻孔的普通玻璃）一装边框（或不装框）一装接线 盒一连接线夹一检测一包装该方法制造的组件特点：稳定性和可靠性好，具有抗冰雹、抗台风
11、、抗 水汽渗入、耐腐蚀、不漏电等优点，但造价高。碲化镉薄膜太阳能电池碲化镉薄膜太阳能电池简称CdTe电池，它是一种以p型CdTe和n型Cd 的异质结为基础的薄膜太阳能电池。碲化镉薄膜太阳能电池生产工艺流程图覆审携pH也混曲配育鼬跚【部能四caniad成都中光电阿波罗太阳能有限公司碲化镉薄膜太阳能电池的优点理想的禁带宽度CdTe的禁带宽度一般为1.45eV，CdTe的光谱响应和太阳光谱非常匹配。 高光吸收率CdTe的吸收系数在可见光范围高达104cm-1以上，95%的光子可在1um 厚的吸收层内被吸收。转换效率高碲化镉薄膜太阳能电池的理论光电转换效率约为 28%。电池性能稳定一般的碲化镉薄膜太阳
12、能电池的设计使用时间为20年。电池结构简单制造成本低，容易实现规模化生产。碲化镉薄膜太阳能电池的结构碲化镉薄膜太阳能电池是在玻璃或是其它柔性衬底上依次沉积多层薄膜而构成的光伏器件。一般标准的碲化镉薄膜太阳能电池由五层结构组成：:司背电槌二,揍触房TC-OJ腰病村底碲化镉薄膜太阳能电池结构示意图玻璃衬底主要对电池起支架、防止污染和入射太阳光的作用。TCO层即透明导电氧化层。主要起的是透光和导电的作用。CdS窗口层n型半导体，与p型CdTe组成p-n结。CdTe吸收层它是电池的主体吸光层，与n型的CdS窗口层形成的p-n结是整 个电池最核心的部分。背接触层和背电极为了降低CdTe和金属电极的接触势
13、垒，引出电流，使金属电极与 CdTe 形成欧姆接触。国外稀化镉薄膜太阳能电池产业状况及趋势碲化镉薄膜太阳能电池是薄膜太阳电池中发展较快的一种光伏器件。美 国南佛罗里达大学于1993年用升华法在1cm2面积上做出转换效率为15.8% 的太阳电池；随后，日本Matsushita Battery研究的CdTe小面积电池在实 验室里的最高转换效率为16%，成为当时碲化镉薄膜太阳能电池的最高纪录。近年来，太阳电池的研究方向是高转换效率、低成本和高稳定性。因此， 以碲化镉薄膜太阳能电池为代表的薄膜太阳电池倍受关注，许多组织和公司 都开始了研究和测试。西门子开发的面积为3600cm2的碲化镉薄膜太阳能电 池
14、转换效率达到11.1%的水平；美国国家可再生能源实验室公布了SolarCells公司的面积为6879cm2的碲化镉薄膜太阳能电池的测试结果，其转换 效率达到7.7%； Bp Solar的碲化镉薄膜太阳能电池面积为4540cm2，转换效 率为8.4%，面积为706cm2，转换效率达到10.1%； Goldan Photon的碲化镉 薄膜太阳能电池，面积为3528cm2，转换效率为7.7%。详细情况见下表：小面积单体 电池研究机 构面积/cm2开路电压/V转换效率/%Matsushita1.0/16USF0.9280.84515.8SCI0.270.83913.3CSM0.100.77812.9N
15、REL0.690.82312.8大面积单体 电池研究机 构面积/cm2功率/W转换效率/%BP Solar454038.28.4SCI6728619.1GP352827.27.7Matsushita1200108.7人们认为，碲化镉薄膜太阳能电池是太阳能电池中最容易制造的，因而 它向商品化进展最快。提高效率就是，适当减薄窗口层CdS的厚度，可减少微晶硅薄膜太阳能电池微晶硅薄膜太阳能电池生产工艺：磁控溅射制备微晶硅薄膜目前在工业上广泛采用的CVD技术制备硅膜，工艺和设备复杂，成本高， 且在安全和环保环节上投入巨大。我们在国内首创出了微晶硅薄膜的PVD法沉积工艺，在温度低于300度的条件下，在单晶硅片和普通玻璃片上制备出 不同结晶度的微晶硅薄膜和纳米结构硅薄膜，可以得到具有高度方向取向生长的微晶硅薄膜，并实现了控制工艺的稳定性和可重复性
