年產(chǎn)50mw太陽能電池片、電池組件、發(fā)電系統(tǒng)等光電系列產(chǎn)品生產(chǎn)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告-資料下載頁

【導(dǎo)讀】發(fā)區(qū)內(nèi)，環(huán)境優(yōu)美，交通便利。是一家專業(yè)從事太陽能光電產(chǎn)品。研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高新技術(shù)企業(yè)。有非常廣闊的應(yīng)用空間與市場發(fā)展前景。公司擁有一支由博士、尤其是近一百年來，產(chǎn)業(yè)革命后工業(yè)的大發(fā)展及全世界。人口的增長，使人類對(duì)能源的消耗量急劇增長。人類目前使用主要化石能源有煤炭、石油、天然氣三種。全球一次能源消費(fèi)量在1971-20xx年的平均年增長率是2%，為%，特別是中國，在20xx-20xx年，達(dá)到了15%。2030年預(yù)計(jì)將增加57%。到2030年將降低為34%。世界工業(yè)用煤增長量中，中國將大約占。到2030年，全世界消耗的一次能源要比1990年增加120%。據(jù)世界衛(wèi)生組織估計(jì)，到2060年全球人口將達(dá)100億-110. 世界化石燃料的供應(yīng)正在面臨嚴(yán)重短缺的危機(jī)局面。雖然中國的能源資源總量比較豐富，目前能源產(chǎn)量居世界第二，平，一次能源的儲(chǔ)量低于世界平均值，能源供應(yīng)形勢不容樂觀。升，沙漠化日益擴(kuò)大等現(xiàn)象的出現(xiàn)，自然災(zāi)害頻繁發(fā)生。2030年CO2排放量將是1990年兩倍多。而且中國中能源利用率不高，能源消費(fèi)以燃煤

　　

【正文】 告 36 在擴(kuò)散過程中，硅片表面會(huì)形成一層含磷元素的 SiO2，稱 為磷硅玻璃。這層磷硅玻璃比較疏松，會(huì)對(duì)后道鍍膜工序以及電池片的電學(xué)性能產(chǎn)生不利影響，所以在鍍 膜前應(yīng)把它去除，本項(xiàng)目采用氫氟酸來去除磷硅玻 璃。 去邊 在擴(kuò)散過程中，硅片的周邊也形成了擴(kuò)散層。這種擴(kuò)散層可能使電池的上、下電極形成局部短路，從而使太陽電池的并聯(lián)電阻下降，影響電池的轉(zhuǎn)換效率，所以必須消除周邊的擴(kuò)散層。 去邊的方法主要有腐蝕法 和 擠壓法。腐蝕法是將硅片的兩面涂上黑膠，在硝酸和氫氟酸組成的溶液中腐蝕 30S左右取出，再將黑膠清除。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(kuò)散層去除。 目前的工業(yè)化生產(chǎn)多用等離子 干法腐蝕，在輝光放電情況下通過氟和氧交替對(duì)硅片作用，可去除含有擴(kuò)散層的周邊。 光照到平面的硅片上，其中一部分被反射，大約要損失 1/3。為了減少反射損失，將硅片表面制成絨面狀態(tài)，可使入射光多次反射而增加對(duì)光的吸收。即使如此，也還有大約百分之十幾年反射損失。為了進(jìn)一步提高對(duì)光的吸收率，可在硅片表面覆蓋一層年產(chǎn) 50MW太陽能電池片、電池組件、發(fā)電系統(tǒng)等光電系列產(chǎn)品生產(chǎn)項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 37 減反射膜。 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(yè)化生產(chǎn)中大量使用，主要由于 SiNx薄膜具有良好的光學(xué)性質(zhì)，可以降低太陽光 的反射，提高光吸收率。 PECVD設(shè)備采用硅烷作為源，由于硅烷遇到空氣會(huì)自燃，甚至發(fā)生爆炸，所以在操作中要特別小心。 太陽電池在有光照時(shí)，在 PN結(jié)兩側(cè)形成正、負(fù)電荷的積累，因此產(chǎn)生了光生電動(dòng)勢。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，需要通過上、下電極，才能有電流輸出。 電極就是與 PN結(jié)兩端形成緊密歐姆接觸的導(dǎo)電材料，習(xí)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(lián)電阻。 真空蒸鍍法和化學(xué)鍍鎳法是傳統(tǒng)的 制作電極的方法，都存在工藝成本較高、耗能大、批 量 小以及不適宜自動(dòng)化生產(chǎn)等缺點(diǎn)。為了降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，將生產(chǎn)厚膜集成電路的絲網(wǎng)漏印工藝引入制作太陽電池電極的生產(chǎn)中。在目前的規(guī)模化生產(chǎn)工藝中，正面的印刷材料普遍選用含銀的漿料，主要是因?yàn)殂y具有良好的導(dǎo)電性、可焊性和在硅中的低擴(kuò)散性能。經(jīng)絲網(wǎng)印刷、退火所形成的金屬層的導(dǎo)電性能取決于漿料的化學(xué)成分、玻璃體年產(chǎn) 50MW太陽能電池片、電池組件、發(fā)電系統(tǒng)等光電系列產(chǎn)品生產(chǎn)項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 38 的含量、絲網(wǎng)的粗糙度、燒結(jié)條件和絲網(wǎng)版的厚度。 本項(xiàng)目用滌綸薄膜制成所需電極圖形的掩膜，貼在絲網(wǎng)上，然后再套在硅片上用銀漿、鋁 漿 印刷，最后在保護(hù)氣氛中燒結(jié) 成形。 本 工藝已經(jīng)成熟，柵線的寬度可降到約 80μ m，高度達(dá)到1020μ m。 將印刷好的電池在高溫下快速燒結(jié)，使得正面的銀漿穿透SiNx膜，與發(fā)射區(qū)形成歐姆接觸，背面的鋁漿穿透磷擴(kuò)散層，與p 型襯底產(chǎn)生歐姆接觸，并形成一個(gè)背電場。背電 場 可以 阻 止少子 （電子）擴(kuò)散到背表面參與復(fù)合，從而減少了背表面的復(fù)合損失，增加了電池的電流密度。 太陽電池制作完成后，必須通過測試儀器測量其性能參數(shù)。一般需要測量的參數(shù)有 最 佳工作電壓、量佳工作電流、最大功率（也稱峰值功率）、轉(zhuǎn)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。 太陽能電池組件生產(chǎn) 技術(shù)方案 （ 1）生產(chǎn)技術(shù)方案 單體太陽電池通常不能直接供電，主要是由于太陽電池片既薄又脆，機(jī)械強(qiáng)度差，容易 破 裂；大氣中的水分和腐蝕性氣體會(huì)逐漸氧化和銹蝕電 極 ，無法承受露開工作的嚴(yán)酷條件；同時(shí)單片太陽 能 電池的工作電壓通常小于 ，功率很小，難以滿足一年產(chǎn) 50MW太陽能電池片、電池組件、發(fā)電系統(tǒng)等光電系列產(chǎn)品生產(chǎn)項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 39 般用電設(shè)備的實(shí)際需要。所以必須為太陽電池提供機(jī)械、電氣及化學(xué)等方面的保護(hù)，封裝成太陽電池組件，才能對(duì)負(fù)載供電。 太陽 能 電池組件是指具有封裝及內(nèi)部連接的、能單獨(dú)提供直流電輸出的，最小不可 分割的太陽 能 電池組合裝置。 在太陽 能 電池件封裝前，要根據(jù)功率和電壓的要求，對(duì)于太陽 能 電池片的尺寸、數(shù)量、布置連接方式和接線盒的位置等進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。單晶硅電池和多晶硅電池的結(jié)構(gòu)及封裝方法基本相同，都是用黏結(jié)劑將上蓋板與太陽 能 電池 片 和底板黏結(jié)在一起，四周加上邊框，背后是接線盒。 由于離網(wǎng)光伏系統(tǒng)多數(shù)是采用鉛酸蓄電池作為儲(chǔ)能裝置，最常用的蓄電池電壓是 12V。為了使用方便，早期的晶體硅太陽 能電池組件通常用 36 片太陽 能 電池 片 串聯(lián)而成，其最佳工作電壓為 ，這考慮了一般的防反充二極管和線路損耗，并且工作溫度不 太高的情況下，可以保證蓄電池的正常充電。但要特別注意，在并網(wǎng)光伏系統(tǒng)中， 36 片太陽 能 電池 片 串聯(lián)組件的工作電壓并不是 12V，而是 左右。 目前，大多數(shù)太陽 能 電池組件的功率超過了 100W，多數(shù)用72片大于 125mm 125mm的太陽 能 電池 片 串聯(lián)，其最佳工作電壓為 35V 左右，為 24V 的蓄電池充電。當(dāng)然，也有的是將兩組 36片電池分別串聯(lián)，然后并聯(lián)輸出，這樣最佳工作電壓還是 左右。 總之，大致可認(rèn)為用 3 片太陽 能 電池 片 串聯(lián)供給 1V蓄電池年產(chǎn) 50MW太陽能電池片、電池組件、發(fā)電系統(tǒng)等光電系列產(chǎn)品生產(chǎn)項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 40 充電，而用 4 片太陽電池串聯(lián)為 的鎳鎘電池充電。如果光伏系統(tǒng)工作 在溫度較高的地區(qū)，由于工作溫度升高時(shí)，最佳工作電壓要下降，可以適當(dāng)考慮增加串聯(lián)電池的數(shù)目。 本項(xiàng)目太陽能電池組件，引進(jìn)德國先進(jìn)生產(chǎn)工藝，采用進(jìn)口生產(chǎn)設(shè)備，其特點(diǎn)為破片率低，符合國際太陽能電池發(fā)展的高效、超薄的趨勢。本項(xiàng)目主要設(shè)備引進(jìn)德、美、意、日等國的世界一流的組件生產(chǎn)線 。 組件所需儀器設(shè)備主要包括激光劃片機(jī)、單體電池片測試儀、組件層壓機(jī)、組件測試儀、給件組框機(jī)等幾個(gè)部分。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。組件線又叫封裝線， 封裝是太陽能電池 生產(chǎn) 的關(guān)鍵步驟，電池的封裝不僅可以使電池的壽命得到保證，而且還增強(qiáng)了電池的抗擊 強(qiáng) 度， 組 件封裝非常重要。 圖 51 組件生產(chǎn)工藝流程圖 電池檢測 正面焊接 檢驗(yàn) 背面串接 層 壓 敷設(shè)（玻璃清洗、材料切割、玻璃預(yù)處理、敷設(shè)） 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(yàn) 組件測試 高壓測試 年產(chǎn) 50MW太陽能電池片、電池組件、發(fā)電系統(tǒng)等光電系列產(chǎn)品生產(chǎn)項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 41 （ 2）生產(chǎn)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(jī)性，生產(chǎn)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(yīng)根據(jù)其性能參數(shù)進(jìn)行分類；電池測試即通過測試電池的輸出參數(shù)（電流和電壓）的大小對(duì)其進(jìn)行分類。以提高電池的利用率，生產(chǎn) 出質(zhì)量合格的電池組 件。 是將匯流帶焊接到電池正面（負(fù)極）的主柵線上，匯流帶為鍍錫的銅帶， 本項(xiàng)目 使用的焊接機(jī)可以將焊帶以多點(diǎn)的形式點(diǎn)焊在主柵線上。焊接用的熱源為一個(gè)紅外燈（利用紅外線的熱效應(yīng)）。焊帶的長度約為電池邊長的 2倍。多出的焊帶在背面焊接時(shí)與后面的電池片的背面電極相連。 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(gè)組件串， 本項(xiàng)目 采用 手動(dòng) 工藝，電池的定位主要靠一個(gè) 模 板，上面有 36個(gè)放置電池片的凹槽，槽的大小和電池的大小相對(duì)應(yīng)，槽的位置已經(jīng)設(shè)年產(chǎn) 50MW太陽能電池片、電池組件、發(fā)電系統(tǒng)等光電系列產(chǎn)品生產(chǎn)項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 42 計(jì)好，不 同規(guī)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(fù)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(fù)極焊接出引線。 圖 53 串接示意圖 背面串接好且經(jīng)過檢驗(yàn)合格后，將組件串、玻璃和切割好的 EVA 、玻璃纖維、背板按照一定的層次敷設(shè)好，準(zhǔn)備層壓。玻璃事先涂一層試劑（ primer）以增加玻璃和 EVA 的粘接強(qiáng)度。敷設(shè)時(shí)保證電池串與玻璃等材料的相對(duì)位置，調(diào)整好電池間的距離，為層壓打好基礎(chǔ)。（敷設(shè)層次：由下 向上 為 玻璃、 EVA、電池、 EVA、玻璃纖維、背板）。 圖 54 層壓示意圖 年產(chǎn) 50MW太陽能電池片、電池組件、發(fā)電系統(tǒng)等光電系列產(chǎn)品生產(chǎn)項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 43 將敷設(shè)好的電池放入層壓機(jī)內(nèi)，通過抽真空將組件內(nèi)的空氣抽出，然后加熱使 EVA 熔化將電池、玻璃和背板粘接在一起；最后冷卻取出組件。層壓工藝是組件生產(chǎn)的關(guān)鍵一步，層壓溫度層壓時(shí)間根據(jù) EVA 的性質(zhì)決定。我們使用快速固化 EVA 時(shí)，層壓循環(huán)時(shí)間約為 25 分鐘。固化溫度為 150℃ 。 層壓時(shí) EVA 熔化后由于壓力而向外延伸固化形成毛邊，所以層壓完畢應(yīng)將其切除。 類似與給玻璃裝 一個(gè)鏡框 。 給玻璃組件裝鋁框，增加組件的強(qiáng)度，進(jìn)一步密封電池組件，延長電池的使用壽命。邊框和玻璃組件的縫隙用硅酮樹脂填充。各邊框間用角鍵連接。 在組件背面引線處焊接一個(gè)盒子，以利于電池與其他設(shè)備或電池間的連接。 高壓測試是指在組件邊框和電極引線間施加一定的電壓，測試組件的耐壓性和絕緣強(qiáng)度，以保證組件在惡劣的自然條件（雷擊等）下不被損壞。 測試的目的是對(duì)電池的輸出功率進(jìn)行標(biāo)定，測試其輸出特性，確定組件的質(zhì)量等級(jí)。 年產(chǎn) 50MW太陽能電池片、電池組件、發(fā)電系統(tǒng)等光電系列產(chǎn)品生產(chǎn)項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 44 本項(xiàng)目 太陽 能照明產(chǎn)品的總體設(shè)計(jì)、組裝調(diào)試在廠內(nèi)完成，太陽能電池組件、控制系統(tǒng)自制，燈具、燈桿、支架、蓄電池等零部件外購或外協(xié)加工。根據(jù)客戶要求，可承接安裝調(diào)試。 圖 55 太陽能照明產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程 太陽能電池板 太陽能板支架 燈頭 接線、穿線 燈桿 立桿 蓄電池 控制器 接線調(diào)試 收尾 驗(yàn)收 地埋箱 年產(chǎn) 50MW太陽能電池片、電池組件、發(fā)電系統(tǒng)等光電系列產(chǎn)品生產(chǎn)項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 45 光伏 發(fā)電系統(tǒng) 本項(xiàng)目太陽能 光伏 發(fā)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)、零部件檢測、整機(jī)調(diào)試在廠內(nèi)完成，其核心太陽能光伏組件自制，配套件及部分機(jī)械零部件外購或外協(xié)生產(chǎn)。本項(xiàng)目太陽能發(fā)電系統(tǒng)分離網(wǎng)電站和并網(wǎng)電站。根據(jù)用戶要求可進(jìn)行工程總承 包。 圖 56 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng) 工藝流程圖 現(xiàn)場勘查、工程規(guī)劃、定位放線、場地平整 太陽電池基礎(chǔ) 電站配電室建設(shè) 支架、太陽電池安裝 電站圍欄建設(shè) 電纜連接敷設(shè) 設(shè)備安裝定位 并網(wǎng)調(diào)試運(yùn)行 試運(yùn)行 驗(yàn)收 年產(chǎn) 50MW太陽能電池片、電池組件、發(fā)電系統(tǒng)等光電系列產(chǎn)品生產(chǎn)項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 46 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量控制 （ 1）產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) 本項(xiàng)目的產(chǎn)品生產(chǎn)主要遵照以下標(biāo)準(zhǔn)： GB/T 半導(dǎo)體變流器應(yīng)用導(dǎo)則 （ edv IEC14612： 1991） GB/T 95351998 地面用晶體硅光伏組件設(shè)計(jì)鑒定和定型 (edv IEC 61215： 1993)。 GB/T 1906420xx 家用太陽能光伏電源系統(tǒng)技術(shù)條件和試驗(yàn)方法 YD/T 79920xx 通信用閥控式密封鉛酸蓄電池技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法 IEC61345:1998 光伏組件的紫外試驗(yàn) 目前太陽能照明行業(yè)暫無國家行業(yè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，為進(jìn)一步確保產(chǎn)品質(zhì)量，公司在參照國外知名企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，通過集中攻關(guān)，已形成一套較為科學(xué)、嚴(yán)格的公司生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，WPYG0120xx），并已報(bào)國家技術(shù)監(jiān)督部門備案。 （ 2）產(chǎn)品質(zhì)量控控制 產(chǎn)品質(zhì)量控制嚴(yán)格按照上述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法進(jìn)行。 （ 1）檢驗(yàn)規(guī)則 產(chǎn)品須經(jīng)廠質(zhì)量檢驗(yàn)部門檢驗(yàn)合格后，方可出廠。檢驗(yàn)分為出廠檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)。 出 廠檢驗(yàn)： 產(chǎn)品出廠采用全檢，按標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)流程項(xiàng)目進(jìn)行逐 個(gè)產(chǎn)品 檢驗(yàn)。 型式檢驗(yàn)： 型式檢驗(yàn)一般 1～ 2 年進(jìn)行一次，有下列情況年產(chǎn) 50MW太陽能電池片、電池組件、發(fā)電系統(tǒng)等光電系列產(chǎn)品生產(chǎn)項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 47 之下時(shí)應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)； a. 新產(chǎn)品