文档介绍：2007-10 2007-10 1 涉及面广、技术含量高、用途广泛涉及物理、化学、光学、材料、化工、电子、通讯、机械等专业太阳能太阳光伏太阳光热太阳电池电池组件光伏材料光伏系统光伏设备一、产业及技术背景一、产业及技术背景 2007-10 2007-10 2007-10 2007-10 2 2 光伏( PV)技术的现状与发展趋势◆光伏产业链中,光伏电池的制造是核心环节,其作用犹如微电子产业链中的芯片制造一样。光伏电池制造技术研发有二大目标:一是提高太阳能电池的光电转换效率,二是降低其生产成本。为达到这二个目标,就需要寻求高性能的光电转换材料和适合于规模生产的制造工艺技术。◆从技术开发的成熟程度和市场占有率区分,光伏( PV)技术大体上可列出以下三代第一代 PV技术用晶硅(单晶硅和多晶硅)技术制造太阳能电池第二代 PV技术用薄膜技术制造太阳能电池第三代 PV技术新颖的革命性的概念、材料及开发新技术◆三代 PV技术的比较、发展趋势、市场份额 2007-10 2007-10 2007-10 2007-10 3 3 晶硅太阳能电池制造技术是目前主流的太阳能电池制造技术硅材料资源丰富,研究比较透彻借助半导体制造工艺(如扩散、刻蚀、镀膜等),技术成熟晶硅太阳能电池转换效率高( sc-Si 16-17% ,mc-Si 14-15% ) 制造成本高制造晶硅太阳能电池的主要流程为: 硅片清洗、制绒→扩散→刻蚀→去磷硅玻璃( PSG )→镀膜( SiN ) →丝网印刷→焊接、烧结→测试分档趋势——使用廉价硅料(电子级→太阳能级;单晶→多晶) 薄硅片(< 200 μm)的加工工艺技术(电池片、组件的封装集成) 进一步提高光电转换效率(电池: 20% →25% ;组件: 16% →22% ) 2007-10 2007-10 2007-10 2007-10 4 4 晶硅太阳能电池的基本结构抗反射膜~0,2 μm ~220 μm 上电极下电极 n-区 p-区-+ 光子耗尽区- - - - - - - - - - + + + + + + + + + + ( PV- ) 2007-10 2007-10 2007-10 2007-10 5 5 PV 硅片厚度及硅用量进展( EPIA SG IV 2007 ) 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 硅片厚度μm 硅用量 g/Wp 300 250 200 150 100 50 0 12 11 109 8 300 240 200 180 170 160 150 12 10 86420 硅片厚度μm 硅用量 g/Wp 2007-10 2007-10 2007-10 2007-10 6 6 薄膜太阳能电池制造技术●硅料短缺和降低成本的推动,各类薄膜太阳能电池制造技术的研发及产业化步伐正在加快●用淀积在(玻璃板或不锈钢板)衬底上的薄膜半导体材料制作太阳能电池常用的薄膜材料有:非晶硅非晶硅/微晶硅( α Si/ μ Si) 碲化镉( CdTe ) 铜铟硒( CIS )或铜铟镓硒( CIGS )等通常在 1米大小的衬底上淀积 1至数微米厚的薄膜制作太阳能电池●薄膜技术可以减少材料使用量,加工过程需要的人员和能耗也少,有望提高规模生产效率。近十年来,薄膜技术在改进太阳能电池的光电转换效率,降低成本方面的进展迅猛, 非晶硅薄膜太阳能电池已经工业化生产,非晶硅/微晶硅和铜铟镓硒光伏电池的制造近年来已由中试生产向工业化规模生产转化,已开发出专门的加工工艺、生产技术和专用制造设备,正很快地切入市场●二种目前进展迅速、最具市场前途的薄膜太阳能电池制造技术铜铟镓硒( CIGS )太阳能电池制造技术非晶硅/微晶硅( α Si/ μ Si)叠层太阳能电池制造技术 2007-10 2007-10 2007-10 2007-10 7 7 蓝色电池(α-Si 合金) 绿色电池(α-SiGe 合金) 红色电池(α-SiGe 合金) 柔性不锈钢带衬底 TCO 膜多结电池总厚度< 1μm 背反射层 United Solar Ovonic 公司的三结非晶硅薄膜太阳能电池示意图★将具有不同光吸收特性的材料连续地一层叠一层淀积,成为三结结构,提高光电转换效率低照度下的效率、组件效率稳定性及在高温下的损失均比晶硅技术电池组件优★η= 6-8% (高照度), 7-9% (低照度) 非晶硅薄膜技术(United Solar Ovonic ) 2007-10 2007-10 2007-10 2007-10