年產50mw太陽能電池片、電池組件、發電系統等光電系列產品生產項目可行性研究報告(文件)

　

【正文】 計了 1994年以來歐洲和全球的光伏安裝量，見表 24。 表 26 并網光伏系統所占份額變化 年度 1996 1997 1998 1999 20xx 20xx 20xx 20xx 20xx 20xx 20xx 20xx 份額（ %） ～ 70 ～ 75 ～ 80 據歐盟 在 20xx 年 2 月發表的 Photovoltaic Energy Barometer 統計，由于德國、西班牙和意大利的努力， 20xx 年歐盟安裝了 ，其中并網光伏系統占絕大多數，達到了%，而離網光伏系統只占 %，使 20xx 年歐盟的總安裝量達到了 。 在亞洲，除日本外，韓國的光伏市場發展也很迅速，在 20xx年光伏系統安裝量為 6MW，到 20xx 年末已累計安裝 34MW，其中包括 37 座商業電站，容量總共 10MW， 3 年中增長了將近 6 倍，預計在 20xx年安裝量為 40MW， 20xx年將達到 100MW。 h）的價格收購；對大于 30KW的光伏系統，上網電力以 韓 元 /KW 至 20xx 年末，全球累計安裝光伏系統 1200MW，到 20xx 年已超過 9200MW。此年產 50MW太陽能電池片、電池組件、發電系統等光電系列產品生產項目 可行性研究報告 16 后，由于技術的發展， 1973 年開始將太陽電池應用于地面，首先在天津港用于航標燈電源。 20xx年開始，由于受國際大環境的影響及政府項目的實施，特別是 20xx 年國家啟動了“送電到鄉”工程，在西部七省區共安排了 47 億元資金，在內蒙古、青海、新疆、四川、西藏和陜西等 12個省（市、自治區）的 1065個鄉鎮，建成了 721座光伏或風光互補電站和 268 座小型水電站，解決了約 30 萬戶、 130萬人口的基本生活用電問題。 近年來，由于歐洲光伏市場，特別是德國和西班牙市場的拉年產 50MW太陽能電池片、電池組件、發電系統等光電系列產品生產項目 可行性研究報告 17 動，中國的光伏生產能力迅速增長， 20xx 年以后，中國的太陽電池年增長量都成倍增加，增長率遠超過世界其他各國。 1976 年以來中國光伏系統年安裝量見表 28。 歐共體聯合研究中心在 20xx年 9月發表的 PV Status Report 20xx報告中指出， 20xx年光伏產量達到了 2529MW（注：各個統計機構的數據稍有不同），年增長率超過了 40%，市場營業額為120 億歐元，目前已成為增長最快的產業之一，預計在 20xx 年市場營業額將達 400 億歐元。 h，或系統價格大約 美元 /W；而在太陽光照好的地區，如加利福尼亞和西班牙，則可到 /KW相應地，光伏市場需求量將達到 1500GW。太陽電池年產 50MW太陽能電池片、電池組件、發電系統等光電系列產品生產項目 可行性研究報告 19 及組件產量逐步穩步增加。 中國的經濟正在又好又快地向前發展，同時又面臨能源短缺和環境污染和雙重壓力。 h，折合標準煤 19 萬噸。 太 陽能照明及光伏發電在國內市場近年迅猛發展，太陽能儲存能源極其 巨 大，是人類取不盡、用之不竭的能源寶庫，光電池可以把太陽光轉化為電能。太陽能交通指示標志，則是廣泛用于道路、水運交通，產品無需外接電源，使用非常方便。由于受到政府的大力 支 持，太陽能照明、發電等系統在歐美等發達國家的使用非常廣泛，其市場需求很大。 年產 50MW太陽能電池片、電池組件、發電系統等光電系列產品生產項目 可行性研究報告 22 、建設內容與產品方案 本項目總投資 67000萬元，建設太陽能光伏產品研發生產基地。 合肥經濟技術開發區位于合肥市南郊，是國務院批準的國家級開發區，在中西部 13 個開發區中發展速度位居首位。 已實現“七通一平”， 適合工廠建設。交通十分便利。年產 50MW太陽能電池片、電池組件、發電系統等光電系列產品生產項目 可行性研究報告 27 、設備方案與工程方案 與工廠組成 （ 1）本產品為高新技術產品，設計中要廣泛采用與生產綱領相適應的新工藝新技術，建成最高水平的生產線。 （ 5）環保、消防、安全衛生設施要貫徹“三同時”原則。 幾年來，該公司投入大量人力、物力、財力做大量的人才和技術儲備工作。 目前，該公司太陽能光伏產品已具備產業化條件。從生產技術上來說。 本項目將采用 該公司生產的 高效率晶體硅太陽能電池片，一流的生產工藝和制作設備，按照國標標準，生產高效 、 優質的單晶硅和多晶硅太陽能電池組件。 太陽能照明燈具主要特點如下： ●光電轉換效率大于 17%，使用壽命 225 年。 ●每天使用 10小時左右，并可連續陰雨 1015天。 不需專人送電和管理。 當入發射光照在電池表面時，光子穿過減反射膜進入硅中，能量大于硅禁帶寬度的光子在 N+區， PN+結空間電荷區和 P區中年產 50MW太陽能電池片、電池組件、發電系統等光電系列產品生產項目 可行性研究報告 32 激發出光生電子 — 空穴對。 太陽能電池各區對不同波長光的敏感 性 是不同的。產品具有性能好，轉換效率高（單晶硅和多晶硅太陽能電池組件的轉換效率已達到14%以上）壽命長（使用壽命達 25 年以上）等特點。本項目主要設備引進德、美、日等國 具年產 50MW太陽能電池片、電池組件、發電系統等光電系列產品生產項目 可行性研究報告 33 有世界先進水平 的太陽能電池生產線，提高太陽能電池的轉換效率和降低成本。 硅片經過初步清洗去污后，要進行表面腐蝕。入射光在絨面表面多次折射，改變了人 射光在硅中的前進方向，不僅延長了光程，增加了對 紅 外光子的吸收率，而且有較多的光了在靠近 PH結附近產生光生載流子，從而增加了光生載流子的收集概率。為了獲得均勻的絨面，還應在溶液中適量添加 醇 類（常用乙醇或異丙 醇 ）作為結合劑。 年產 50MW太陽能電池片、電池組件、發電系統等光電系列產品生產項目 可行性研究報告 35 制結是在基體材料上生成不同導電類型的擴散層，形成 PN結。熱擴散制造 PN結是用加熱的方法，使 5價雜質摻入 P型硅，或 3價雜摻入 N型硅。在實際電池制作中，應綜合考慮各種因素，結深一般控制在 μ m。通常方塊電阻為 2070Ω比較適宜。 去邊 在擴散過程中，硅片的周邊也形成了擴散層。擠壓法是用大小與硅片相同，略帶彈性的耐酸橡 膠或塑料與硅片相間整齊地隔開，并且施加一定的壓力，以阻止腐蝕液滲入縫隙，放入腐蝕液中不到 1min，取出洗凈，即可將硅片周邊的擴散層去除。即使如此，也還有大約百分之十幾年反射損失。 太陽電池在有光照時，在 PN結兩側形成正、負電荷的積累，因此產生了光生電動勢。為了降低生產成本和提高生產效率，將生產厚膜集成電路的絲網漏印工藝引入制作太陽電池電極的生產中。 本 工藝已經成熟，柵線的寬度可降到約 80μ m，高度達到1020μ m。一般需要測量的參數有 最 佳工作電壓、量佳工作電流、最大功率（也稱峰值功率）、轉換 效 率、開路電壓、短路電流、填充因 子等，通常還要畫出太陽電池的伏安特性曲線。 在太陽 能 電池件封裝前，要根據功率和電壓的要求，對于太陽 能 電池片的尺寸、數量、布置連接方式和接線盒的位置等進行設計計算。但要特別注意，在并網光伏系統中， 36 片太陽 能 電池 片 串聯組件的工作電壓并不是 12V，而是 左右。如果光伏系統工作 在溫度較高的地區，由于工作溫度升高時，最佳工作電壓要下降，可以適當考慮增加串聯電池的數目。組件所需材料主要包括鋼化玻璃、 EVA、電池片、玻璃纖維（可選）、背板（ TPT 等）、鋁邊框、接線盒、匯流帶（鍍錫銅帶）等。 是將匯流帶焊接到電池正面（負極）的主柵線上，匯流帶為鍍錫的銅帶， 本項目 使用的焊接機可以將焊帶以多點的形式點焊在主柵線上。 圖 52 焊接示意圖 背面焊接是將 36 片電池串接在一起形成一個組件串， 本項目 采用 手動 工藝，電池的定位主要靠一個 模 板，上面有 36個放置電池片的凹槽，槽的大小和電池的大小相對應，槽的位置已經設年產 50MW太陽能電池片、電池組件、發電系統等光電系列產品生產項目 可行性研究報告 42 計好，不 同規格的組件使用不同的模板，操作者使用電烙鐵和焊錫絲將“前面電池”的正面電極（負極）焊接到“后面電池”的背面電極（正極）上，這樣依次將 36 片串接在一起并在組件串的正負極焊接出引線。（敷設層次：由下 向上 為 玻璃、 EVA、電池、 EVA、玻璃纖維、背板）。固化溫度為 150℃ 。邊框和玻璃組件的縫隙用硅酮樹脂填充。 測試的目的是對電池的輸出功率進行標定，測試其輸出特性，確定組件的質量等級。本項目太陽能發電系統分離網電站和并網電站。 （ 2）產品質量控控制 產品質量控制嚴格按照上述標準規定的方法進行。 型式檢驗： 型式檢驗一般 1～ 2 年進行一次，有下列情況年產 50MW太陽能電池片、電池組件、發電系統等光電系列產品生產項目 可行性研究報告 47 之下時應進行檢驗； a. 新產品
。檢驗分為出廠檢驗和型式檢驗。 圖 56 太陽能光伏發電系統 工藝流程圖 現場勘查、工程規劃、定位放線、場地平整 太陽電池基礎 電站配電室建設 支架、太陽電池安裝 電站圍欄建設 電纜連接敷設 設備安裝定位 并網調試運行 試運行 驗收 年產 50MW太陽能電池片、電池組件、發電系統等光電系列產品生產項目 可行性研究報告 46 產品標準與質量控制 （ 1）產品標準 本項目的產品生產主要遵照以下標準： GB/T 半導體變流器應用導則 （ edv IEC14612： 1991） GB/T 95351998 地面用晶體硅光伏組件設計鑒定和定型 (edv IEC 61215： 1993)。根據客戶要求，可承接安裝調試。 在組件背面引線處焊接一個盒子，以利于電池與其他設備或電池間的連接。 類似與給玻璃裝 一個鏡框 。層壓工藝是組件生產的關鍵一步，層壓溫度層壓時間根據 EVA 的性質決定。玻璃事先涂一層試劑（ primer）以增加玻璃和 EVA 的粘接強度。焊帶的長度約為電池邊長的 2倍。 圖 51 組件生產工藝流程圖 電池檢測 正面焊接 檢驗 背面串接 層 壓 敷設（玻璃清洗、材料切割、玻璃預處理、敷設） 去毛邊 （去邊、清洗） 裝邊框（涂膠、裝角鍵、沖孔、裝框、擦洗余膠） 焊接 接線盒 包裝入庫 外觀檢驗 組件測試 高壓測試 年產 50MW太陽能電池片、電池組件、發電系統等光電系列產品生產項目 可行性研究報告 41 （ 2）生產工藝流程簡要說明 a. 電池測試 由于電池片制作條件的隨機性，生產出來的電池性能不盡相同，所以為了有效的將性能一致或相近的電池組合在一起，所以應根據其性能參數進行分類；電池測試即通過測試電池的輸出參數（電流和電壓）的大小對其進行分類。本項目主要設備引進德、美、意、日等國的世界一流的組件生產線 。當然，也有的是將兩組 36片電池分別串聯，然后并聯輸出，這樣最佳工作電壓還是 左右。 由于離網光伏系統多數是采用鉛酸蓄電池作為儲能裝置，最常用的蓄電池電壓是 12V。所以必須為太陽電池提供機械、電氣及化學等方面的保護，封裝成太陽電池組件，才能對負載供電。背電 場 可以 阻 止少子 （電子）擴散到背表面參與復合，從而減少了背表面的復合損失，增加了電池的電流密度。經絲網印刷、退火所形成的金屬層的導電性能取決于漿料的化學成分、玻璃體年產 50MW太陽能電池片、電池組件、發電系統等光電系列產品生產項目 可行性研究報告 38 的含量、絲網的粗糙度、燒結條件和絲網版的厚度。 電極就是與 PN結兩端形成緊密歐姆接觸的導電材料，習慣上把制作在電池光照面上的電極稱為上電極，通常是柵線形狀，以收集光生電流；而把制作在電池背面的電極稱為下電極或 背 電極，下電極就盡量布滿電池的背面，以減少電池的串聯電阻。 減反射膜常用的制備方法有真空鍍膜和離子鍍膜法、濺射法、印刷法、噴涂法、 PECVD沉積法等，其中 PECVD沉積法在工業化生產中大量使用，主要由于 SiNx薄膜具有良好的光學性質，可以降低太陽光 的反射，提高光吸收率。 光照到平面的硅片上，其中一部分被反射，大約要損失 1/3。 去邊的方法主要有腐蝕法 和 擠壓法。 年產 50MW太陽能電池片、電池組件、發電系統等光電系列產品生產項目 可行性研究報告 36 在擴散過程中，硅片表面會形成一層含磷元素的 SiO2，稱 為磷硅玻璃。可通過測量薄層電阻 R□ 來衡量，薄層電阻即方塊電阻，為單位面積的半導體薄層所呈現的電阻，它可以反映出擴散工藝過程中進入的雜質總量。 對于擴散的要求是獲得適合于太陽電池 PN 結所需的結深和擴散層方塊電阻。