制作大型太阳能电池板.doc

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1、巨型太阳能电池板应用材料公司（APPLIEDMATERIALS）制造了生产世界上最大的太阳能电池板所需的设备。凯瑟琳·波尔扎克2006年，半导体设备巨头应用材料公司大规模地进军太阳能电力市场。在加州圣塔克莱拉的公司总部，你就能看到有多大：吊车吊起一块车库门大小的玻璃，放到桌上测试。包裹着橙色非晶硅薄膜的玻璃板将成为世界上最大的太阳能电池板之一。应用材料公司开发了制造这些巨大光伏板的设备，以降低太阳能电力的价格——这是太阳能电力能否在价格上与化石燃料电力相竞争的关键。太阳能装置在其寿终正寝前的价值可以归结为其产生的每一瓦电力的成本，而应用材料公司的电

2、池板从两个方面降低成本。电池板越大，制造薄膜太阳能电池的设备运行的效率就越高。连接和支持较大的模块所需的硬件和人力都更少。应用材料公司已经是半导体和液晶显示器行业最大的设备供应商，2006年将其专长带到了太阳能电力行业。该公司的光伏电池和显示器底板都是以涂了非晶硅的玻璃板为基础的。光电设备生产线的高级主管吉姆·库辛（JimCushing）表示，其生产设备已经将玻璃板设定为10种尺寸规格，因此达到每瓦最佳成本只是简单地选择正确的表面区域。其结果是“到目前为止光伏行业最快的生产跳板，”他说——从实验室到市场只用了不到两年的时间。现在应用材料公司销售一整

3、套将大型玻璃板转变为薄膜太阳能电池的设备，将其装在几个集装箱里运送给生产商。该公司称使用其设备的工厂每年生产的电池足以生产80兆瓦的电力，足以在用电高峰期为35000户美国家庭供电。他们自己制造太阳能电板的过程始于2.2米*2.6米大，厚度仅为3.2毫米的玻璃板。然后这些预涂了千分尺厚的透明导电金属氧化物的东西到达工厂，在完成的电板上，它们将成为顶部的电触头。形状如铲车一端的机械手臂将精细的玻璃板装载到传送带的金属滚筒上，使其经过一个清洁器和一个缝合机，加强其边缘处以防止在生产过程中碎裂。然后玻璃板会经过一个叫做激光划线器的器械，它会在导电层上刻线

4、，以确定电池板上216个电池的界限。现在玻璃板已经准备好涂上两层硅薄膜，它们能吸收太阳光并将其转化为电流。第一层是非晶硅，它能够大量地从光谱中蓝光的那一端吸收光线。然后机械手臂将玻璃板装入等离子增强的化学蒸汽沉积室的气闸室内。里面的空气被抽出；硅烷，一种含有硅和氢的气体被送入气闸室内并离子化。经过这样的反应后，气体分解，使得硅全都沉积到玻璃板上。之后传送带和机器人会将每一块玻璃板传送到另外三个蒸汽沉积室中的一个，在那儿它将涂上一层多晶硅薄膜。这一层能吸收红光，使得电池板能利用太阳光中更多的能量。形成多晶硅需要时间，并且要小心翼翼，但是三套系统在不同

5、的玻璃板上同时进行这一步骤加快了整个制造的过程。下了传送带以后，每一块玻璃板都要经过另一个激光划线器，将硅薄膜刻成电池，其界限与导电层相一致。然后玻璃板被涂上三层金属，作为背面的电触头；在经过另一次刻线步骤使每个电池之间的接触成形后，几乎就已经完工了。如果制造商想把巨大的电板一切为二，甚至切成四份的话，就是在这个步骤中实施的。之后，为了确保接触到完工的电池板边缘的人不会触电，导电区域的边缘会加上玻璃边。接下来，最顶层的玻璃将被层压到每一块电池板上，用一种与制造汽车挡风玻璃相类似的过程。最后，一个用来从电池板输送电流的接线盒安装到背面。每一块完成的电

6、池板都会放在一个太阳模拟器下测试其输出，并标定其性能等级。科罗拉多州戈登市的国家可再生能源实验室（NationalRenewableEnergyLaboratory）的光伏行业合作企业经理翰·贝纳（JohnBenner）表示，当应用材料公司开始生产制造大模块的设备时，许多业内人士都以为每块电池板都会被切成较小的块，。但是该公司很好地保持了其完整性。由于面积大，这些模块实现了行业内最高的输出功率——大约500瓦。大尺寸使得安装成本降低，有助于其与市场上的其他薄膜电池竞争。巨型电池板产生的电力的价格为每瓦3.50美元，包括安装费用。这种尺寸的电池板最适

7、合用于大面积的地面太阳能发电场。几个这样的发电场已经在建造过程中，包括一个位于德国诺依施塔特的500千瓦的发电场，用了几千个模块。7家使用此项技术的工厂正在全力生产，并已制造出超过100万个模块。应用材料公司为自己设定的下一个挑战是在今年年底前把制造费用降低到每瓦1美元。它的薄膜模块必须与其他正在探索硅的替代品的公司所生产的东西相竞争——他们希望这些替代品能进一步降低制造和原料的成本。1.应用材料公司的技术人员在测试一台激光划线器，该公司用来制造世界上最大的太阳能电池板的设施的一部分。激光在涂有透明导电氧化物的玻璃板上的上蚀刻出太阳能电池的轮廓。2

8、.传送带上的玻璃板向机械装载手臂移动。3．玻璃板被装到两层的蒸汽沉积室的架子上，在那里它们将被涂上一层薄薄的非晶硅。4.一