光伏行业基础知识讲义发布

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1、主要内容光伏产品的应用光伏产业链的介绍产业链各环节介绍光伏产品的应用什么是光伏？1839年，法国Becqueral第一次发现，在光照条件下，某些固体系统的两端具有电压，用导线将两端连接起来后，有电流输出，这就是光生伏特效应（photovoltaics，简称PV）。1954年,贝尔实验室Chapin等人开发出效率为6％的单晶硅太阳电池，现代硅太阳电池时代从此开始。光伏发电的应用神州五号飞船上的太阳能帆板空间站上的太阳能帆板太阳能飞行器太阳能汽车光伏发电的应用光伏发电站光伏发电的应用通过光伏供电的通讯基站太阳能电池充电器光伏发电的应用太阳能路灯光伏发电的应用从2006、2007年全球光伏市场结构来

2、看，欧洲市场占全球份额高居70%以上，日本市场逐渐下降，美国市场稳步攀升，这与各地区的光伏产业政策的扶持力度直接相关。2006年全球光伏市场结构2007年全球光伏市场结构全球光伏市场结构光伏产业链的介绍光伏产业链中国的光伏行业产业链中国的光伏行业产业链产业链各环节介绍（一）硅片硅片硅材料硅片多晶硅硅锭硅片单晶硅硅棒硅片目前晶体硅太阳电池硅片分为单晶硅硅片和多晶硅硅片。单晶硅主要是125×125mm。多晶硅主要是125×125mm和156×156mm两种规格。硅片单晶硅硅片硅片多晶硅硅片硅片外观区别多晶硅硅片相对于单晶硅硅片，有明显的多晶特性，表面有一个个晶粒形状，而单晶硅硅片表面颜色均匀一致。

3、单晶硅硅片因为使用硅棒原因，四角有圆形大倒角，而多晶硅硅片一般采用小倒角。硅片单晶硅硅棒CZ法FZ法多晶硅硅锭浇铸热交换法及（HEM）布里曼法（Bridgeman）电磁铸锭法生产方法硅片我公司使用的硅锭生长方法热交换法及布里曼法都是把熔化及凝固置于同一坩埚中（避免了二次污染），其中热交换法是将硅料在坩埚中熔化后，在坩埚底部通冷却水或冷气体，在底部进行热量交换，形成温度梯度，促使晶体定向生长。下图为一个使用热交换法的结晶。炉示意图该炉型采用顶底加热，在熔化过程中，底部用一个可移动的热开关绝热，结晶时则将它移开以便将坩埚底部的热量通过冷却台带走，从而形成温度梯度。热交换法及布里曼法硅片热交换法及布

4、里曼法热交换法结晶炉炉内结构示意图硅片布里曼法则是在硅料熔化后，将坩埚或加热元件移动使结晶好的晶体离开加热区，而液硅仍然处于加热区，这样在结晶过程中液固界面形成比较稳定的温度梯度，有利于晶体的生长。其特点是液相温度梯度dT/dX接近常数，生长速度受工作台下移速度及冷却水流量控制趋近于常数，生长速度可以调节。实际生产所用结晶炉大都是采用热交换与布里曼相结合的技术。热交换法及布里曼法硅片总体来说，单晶和多晶硅锭的生长方法各有所长，单晶的转换效率高，但产能低、能耗大；多晶的转换效率相对较低，但能耗低、产能大，适合于规模化生产。单晶的FZ及CZ方法与多晶定向凝固生长方法的比较如下表所示。单晶和多晶硅锭

5、的生长方法比较硅片单晶和多晶硅锭的生长方法比较硅片多晶硅硅片加工工艺流程硅片硅片生产相关设备硅片除去硅料表面的石英、金属离子等，先使用碱液去除石英等，再使用酸混合液酸洗，在用去离子冲洗液浸泡至中性，最后烘干分类存放。工艺—清洗硅料硅片设备、工模具：硅料清洗机、装硅料的花篮、温度计、PH测量计、电阻率测量仪、量杯、电子秤、防护服等材料：硅料、NaOH、HF、HCL、去离子水。工艺—清洗硅料硅片装料前需对坩埚进行坩埚喷涂、坩埚烧结处理，在坩埚内表面形成均匀厚度的氮化硅。为避免硅料与坩埚接触污染硅锭。装料时按照坩埚底大块硅料、上面细硅料的原则，硅料缝隙间用细小硅料填充。工艺—装料硅片坩埚喷涂烧结设备

6、、工模具、材料：坩埚喷涂站、坩埚烧结炉、恒温箱、红外测温枪、防护服、电动吸等；石英坩埚、氮化硅粉、纯水、压缩空气装料设备、工模具、材料：硅锭运转车、石墨护板、防护服、电子秤、工业吸尘器；石英坩埚、硅料、硼母合金。工艺—装料硅片在上面工艺流程中的熔化、定向生长、冷却凝固、硅锭出炉都是在铸锭炉内完成。生成完整的多晶硅锭。我公司使用的铸锭炉原理方法是上面介绍的“热交换法及布里曼法”。工艺—铸锭硅片设备、工模具：定向凝固炉（DSS）、装卸料电瓶车、工业吸尘器、耐高温手套、硅锭转运车等材料：真空油脂、氩气、压缩空气工艺—铸锭硅片铸锭炉图片硅片将硅锭切割成一定尺寸的硅块，去除硅锭四周边皮料，再对硅块四角轮

7、流进行倒角，最后去头尾。边皮料、头尾料中含有较高的碳、氧、金属杂质等，严重影响硅片性能。工艺—破锭硅片设备、工模具：HCT多线破锭机、倒角机、数控金刚石带锯床、防护服、吊车材料：粘接剂、钢线、砂浆、金刚石带锯工艺—破锭硅片破锭硅片将处理好的硅块进行粘接、切割，切割成设定厚度的硅片。目前硅片厚度一般为180um和200um。粘接时，对硅块粘接面、金属模板、玻璃进行清洗，使用粘接剂粘接在一起。工艺—多