1、光伏產(chǎn)業(yè)的基本知識(shí)，主要內(nèi)容，光伏產(chǎn)品的應(yīng)用介紹光伏產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)，光伏產(chǎn)品的應(yīng)用，什么是光伏？1839年，法國(guó)貝克勒爾首次發(fā)現(xiàn)，在照明條件下，某些系統(tǒng)的兩端都有電壓。用導(dǎo)線連接兩端后，就有了電流輸出，這就是所謂的光伏效應(yīng)。1954年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的查平等人開(kāi)發(fā)了一種效率為6的單晶硅太陽(yáng)能電池，現(xiàn)代硅太陽(yáng)能電池時(shí)代開(kāi)始了。光伏發(fā)電的應(yīng)用、神舟五號(hào)飛船上的太陽(yáng)能帆板、空間站上的太陽(yáng)能帆板、太陽(yáng)能飛機(jī)、太陽(yáng)能汽車、光伏發(fā)電的應(yīng)用、光伏發(fā)電供電的通信基站、太陽(yáng)能電池充電器、光伏發(fā)電的應(yīng)用、太陽(yáng)能路燈、光伏發(fā)電的應(yīng)用，從2006年和2007年全球光伏市場(chǎng)結(jié)構(gòu)、2006年全球光伏市場(chǎng)結(jié)構(gòu)、2007年全球

2、光伏市場(chǎng)結(jié)構(gòu)的角度，介紹光伏產(chǎn)業(yè)鏈，中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)鏈， 產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)介紹，(1)硅片、硅片、硅材料、硅片、多晶硅錠、硅片、單晶硅棒和硅片。 單晶硅主要是125125毫米。多晶硅主要有125125毫米和156156毫米規(guī)格。硅片、單晶硅片、硅片、多晶硅片、外觀差異與單晶硅片相比，多晶硅片具有明顯的多晶特性，其表面有各種晶粒形狀，而單晶硅片的表面顏色一致。由于使用硅棒，單晶硅晶片在四個(gè)角上具有大的圓形倒角，而多晶硅晶片通常采用小的倒角。硅片，生產(chǎn)方法，硅片直拉法是一種利用旋轉(zhuǎn)籽晶從坩堝中的熔體中提拉單晶的方法，也稱為直拉法。目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)太陽(yáng)能電池單晶硅片制造商都采用這種技術(shù)。將多晶硅材料置于坩堝

3、中，加熱并熔化。溫度合適后，通過(guò)籽晶浸入、焊接、籽晶引入、肩臺(tái)設(shè)置、肩臺(tái)車削、等徑和精加工步驟完成單晶硅錠的拉制。爐內(nèi)傳熱、傳質(zhì)、流體力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)等過(guò)程直接影響單晶的生長(zhǎng)和生長(zhǎng)單晶的質(zhì)量。拉晶過(guò)程中可以直接控制的參數(shù)包括溫度場(chǎng)、籽晶的晶向、坩堝和生長(zhǎng)單晶的旋轉(zhuǎn)和提拉速度、爐內(nèi)保護(hù)氣體的類型、流向、流量和壓力等。直拉法，硅晶片，直拉單晶爐及其基本原理圖，硅晶片，區(qū)熔是熔化一部分鑄錠，而熔化的部分稱為熔化區(qū)。當(dāng)熔化區(qū)從頭到尾移動(dòng)一次時(shí)，雜質(zhì)隨著熔化區(qū)移動(dòng)到尾部。該方法可用于多次凈化，熔化區(qū)可一次性移動(dòng)，以達(dá)到最佳凈化效果。但是，由于液固相變溫度高，能耗高，多次熔融提純成本高。區(qū)域熔化方法包括水平

4、區(qū)域熔化和懸浮區(qū)域熔化。前者主要用于鍺提純和鍺單晶的生長(zhǎng)，而硅單晶的生長(zhǎng)主要采用懸浮區(qū)熔法。生長(zhǎng)過(guò)程中不使用坩堝，熔化區(qū)懸浮在多晶硅棒和下方生長(zhǎng)的單晶之間。當(dāng)浮動(dòng)區(qū)熔化時(shí)，熔化區(qū)處于浮動(dòng)狀態(tài)，不與任何物質(zhì)接觸，因此不會(huì)被污染。此外，由于硅中雜質(zhì)的偏析效應(yīng)和蒸發(fā)效應(yīng)，可以獲得高純度的單晶硅。目前，用于航天領(lǐng)域的太陽(yáng)能電池的硅片主要以這種方式生長(zhǎng)。FZ法，硅晶片，區(qū)域熔化法生產(chǎn)單晶的示意圖，硅晶片，澆鑄法將熔化和凝固分開(kāi)，熔化在襯有石英砂的感應(yīng)爐中進(jìn)行，將熔融的硅液體倒入石墨模型中，將石墨模型放置在升降平臺(tái)上，通過(guò)電阻加熱，然后以1毫米/分鐘的速度下降。其特點(diǎn)是熔融結(jié)晶缺點(diǎn)是不同的坩堝用于熔化和結(jié)

5、晶，這將導(dǎo)致二次污染。此外，由于坩堝翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和鑄錠導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜。鑄造、硅晶片、硅錠爐鑄造方法示意圖、硅晶片、熱交換方法和Bryman方法都將熔化和凝固放在同一個(gè)坩堝中(避免二次污染)，其中熱交換方法是熔化坩堝中的硅材料，然后在坩堝底部引入冷卻水或冷氣，并在底部進(jìn)行熱交換，形成溫度梯度，促進(jìn)晶體定向生長(zhǎng)。下圖顯示了使用熱交換方法的結(jié)晶。爐子示意圖這種爐子采用頂部和底部加熱。在熔化過(guò)程中，底部由一個(gè)可移動(dòng)的熱開(kāi)關(guān)隔離，在結(jié)晶過(guò)程中，底部被移走，通過(guò)冷卻臺(tái)帶走坩堝底部的熱量，從而形成溫度梯度。熱交換法和布里曼法，硅片，熱交換法和布里曼法，熱交換法結(jié)晶爐的爐結(jié)構(gòu)示意圖，硅片，布里曼法則是在液

6、態(tài)硅仍在加熱區(qū)時(shí)，移動(dòng)坩堝或加熱元件使結(jié)晶晶體離開(kāi)加熱區(qū)，從而在結(jié)晶過(guò)程中在液固界面形成相對(duì)穩(wěn)定的溫度梯度，有利于晶體生長(zhǎng)。其特征在于液相溫度梯度dT/dX接近一個(gè)常數(shù)，生長(zhǎng)速度接近一個(gè)由工作臺(tái)向下運(yùn)動(dòng)速度和冷卻水流量控制的常數(shù)，生長(zhǎng)速度可調(diào)。實(shí)際生產(chǎn)中使用的結(jié)晶爐大多采用熱交換與溴化結(jié)合的技術(shù)。熱交換法和布里曼法，硅片，下圖是熱交換法和布里曼法結(jié)合的結(jié)晶爐示意圖。在圖中，工作臺(tái)被供給冷卻水，一個(gè)熱開(kāi)關(guān)被放置在上面，坩堝位于熱開(kāi)關(guān)上。當(dāng)硅材料熔化時(shí)，在結(jié)晶過(guò)程中熱開(kāi)關(guān)關(guān)閉和打開(kāi)，坩堝底部的熱量被工作臺(tái)中的冷卻水帶走，形成溫度梯度。同時(shí)，坩堝工作臺(tái)緩慢下降，使凝固的硅錠離開(kāi)加熱區(qū)，在固液界面保持

7、相對(duì)穩(wěn)定的溫度梯度。在此過(guò)程中，工作臺(tái)下降非常平穩(wěn)，以確保在飛機(jī)前部的定向凝固。熱交換法和Bryman法(坩堝移動(dòng))相結(jié)合的示意圖，硅片，熱交換法和Bryman法(坩堝移動(dòng))相結(jié)合的示意圖，下圖顯示了熱交換法和Bryman法相結(jié)合的另一種爐型。這種結(jié)晶爐加熱時(shí)，底部的保溫框和保溫板緊密結(jié)合，確保熱量不外泄。當(dāng)結(jié)晶開(kāi)始時(shí)，坩堝不移動(dòng)，石墨加熱元件和保溫框架緩慢向上移動(dòng)。坩堝底部的熱量通過(guò)保溫框架和隔熱板之間的間隙散失，形成溫度梯度。熱交換法和Bryman法(熱源和保溫框移動(dòng))結(jié)合的示意圖，硅片，HEM Bridgeman法示意圖(熱源和保溫框移動(dòng))，硅片，該方法的特點(diǎn)是不使用坩堝，硅料通過(guò)加料裝

8、置進(jìn)入加熱區(qū)，硅料通過(guò)感應(yīng)加熱熔化，當(dāng)硅液下移離開(kāi)加熱區(qū)時(shí)結(jié)晶，因此通過(guò)連續(xù)加料和連續(xù)下移結(jié)晶硅錠可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生長(zhǎng)。然而，通過(guò)這種方法生產(chǎn)的硅錠具有小的晶粒尺寸和橫截面，因此其容量不大。電磁鑄錠法、硅片法，一般來(lái)說(shuō)，單晶和多晶硅鑄錠的生長(zhǎng)方法各有優(yōu)勢(shì)，單晶的轉(zhuǎn)化效率高，但生產(chǎn)能力低，能耗大；多晶轉(zhuǎn)化效率相對(duì)較低，但由于能耗低、產(chǎn)能大，適合大規(guī)模生產(chǎn)。單晶和定向凝固生長(zhǎng)的FZ法和直拉法的比較單晶和多晶硅錠的生長(zhǎng)方法的比較，硅晶片的生長(zhǎng)方法的比較，單晶和多晶硅錠，硅晶片，多晶硅晶片加工工藝，硅晶片，用于硅晶片生產(chǎn)的相關(guān)設(shè)備，硅晶片，晶錠破碎，硅晶片，硅晶片切割，硅晶片，1。型號(hào)(P型和N型，P型多

9、晶硅摻硼，N型多晶硅摻磷)2、電阻率3、少數(shù)載流子壽命4、硅片邊長(zhǎng)5、對(duì)角線長(zhǎng)度6、倒角7、厚度8、總厚度變化、硅片、周期表中的第三或第五族元素，如硼(B)、磷(P)等。電離能低，這對(duì)電導(dǎo)率有很大影響。作為摻雜劑，磷型摻雜硼(受體)，如鐵，鋅，錳，鉻等。它們具有高電離能，起到復(fù)合中心的作用，破壞PN結(jié)特性，降低少數(shù)載流子壽命，降低碳、氧、氮等的轉(zhuǎn)換效率。形成化合物、晶體缺陷、性能不均勻、硅片脆性、硅片中的雜質(zhì)行為、硅片和雜質(zhì)元素濃度對(duì)電池轉(zhuǎn)換效率的影響，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)介紹，(2)電池、電池、單晶硅太陽(yáng)能電池。多晶硅太陽(yáng)能電池和單晶硅太陽(yáng)能電池的最大區(qū)別在于硅片，它是許多硅顆粒的集合。在晶體硅太陽(yáng)

10、能電池中，正面和背面的金屬電極用來(lái)收集光激發(fā)的自由電子和空穴，并將電流輸出到外部；防反射膜的作用是降低入射太陽(yáng)光的反射率；pn結(jié)的功能是將光激發(fā)的自由電子傳輸?shù)絥型硅，將自由空穴傳輸?shù)絧型硅。晶體硅太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)、電池、單晶硅晶體結(jié)構(gòu)。單晶硅體內(nèi)的每個(gè)硅原子都與四個(gè)硅原子相鄰。未摻雜的硅被稱為本征硅。摻雜磷原子和硼原子，磷雜質(zhì)原子最外層的電子數(shù)比硅原子多一個(gè)。p雜質(zhì)原子的多余電子很容易脫離原子核，成為自由運(yùn)動(dòng)的電子。摻雜磷雜質(zhì)的硅半導(dǎo)體主要依靠電子傳導(dǎo)，稱為氮型硅，磷雜質(zhì)稱為施主雜質(zhì)。硼雜質(zhì)原子最外層的電子數(shù)比硅原子少一個(gè)，相當(dāng)于硼雜質(zhì)原子最外層多一個(gè)空穴。在常溫下，硼雜質(zhì)原子的額外空穴很容易

11、脫離原子核。摻硼硅半導(dǎo)體主要依靠空穴傳導(dǎo)，稱為P型硅，硼雜質(zhì)稱為受體雜質(zhì)。氮型硅中有許多電子，磷型硅中有許多空穴。當(dāng)N型硅和P型硅結(jié)合時(shí)，N型硅中的一些電子擴(kuò)散到P型硅中，P型硅中的一些空穴擴(kuò)散到N型硅中，這使得N型硅在結(jié)附近留下帶正電的離子，而P型硅在結(jié)附近留下帶負(fù)電的離子。這兩種離子的結(jié)合處附近會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)，稱為內(nèi)置電場(chǎng)。電場(chǎng)的方向是從氮型硅到磷型硅。n型硅和p型硅結(jié)附近的區(qū)域稱為pn結(jié)。pn結(jié)、電池、光伏效應(yīng)、電池，在太陽(yáng)光的照射下，硅片中的自由電子和自由空穴被激發(fā)。自由電子和空穴擴(kuò)散到pn結(jié)附近，在內(nèi)置電場(chǎng)的作用下，電子漂移到N型硅中，空穴漂移到P型硅中。電子帶負(fù)電荷，空穴帶正電荷。

12、漂移到氮型硅中的電子使氮型硅帶有多余的負(fù)電荷，對(duì)外顯示出電負(fù)性。漂移到磷型硅中的空穴使磷型硅攜帶額外的正電荷，向外顯示正電荷。N型硅和P型硅之間存在一定的電位差，這種電位差稱為光生電壓或光生電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)太陽(yáng)照射在太陽(yáng)能電池的表面上時(shí)，由于光伏效應(yīng)，在太陽(yáng)能電池的前電極和后電極之間產(chǎn)生光伏電壓，并且金屬線連接到負(fù)載，例如電燈和電器，以向這些負(fù)載提供電流。太陽(yáng)能電池的工作原理，電池和晶體硅的生產(chǎn)工藝晶體化學(xué)表面處理(清洗和制絨)，電池，電池，清洗目的：去除硅片表面的機(jī)械損傷層；清除表面的油污和金屬雜質(zhì)；凹凸不平的紋理表面可以減少太陽(yáng)光的反射。晶體的化學(xué)表面處理(清洗和織構(gòu)化)，單晶硅片的清洗采用堿液

13、腐蝕技術(shù)，堿液與硅反應(yīng)生成水溶性化合物，同時(shí)表面形成“金字塔”形織構(gòu)結(jié)構(gòu)。采用酸蝕技術(shù)清洗多晶硅晶片，酸與硅反應(yīng)生成水溶性化合物，同時(shí)形成的紋理為不規(guī)則的半球形或蚯蚓狀“凹陷”。晶體化學(xué)表面處理(清潔和紋理化)、電池，由于絨面革結(jié)構(gòu)的存在，入射光在第一次被絨面革反射后，反射光不直接入射到空氣中，而是遇到相鄰的絨面革，然后在被相鄰的絨面革第二次甚至第三次反射后入射到空氣中，從而使入射光得到多次利用，從而降低了反射率。表面無(wú)織構(gòu)結(jié)構(gòu)的硅片的反射率大于30%，而有織構(gòu)結(jié)構(gòu)的硅片的反射率降低到12%左右。晶體化學(xué)表面處理(清潔和紋理化)、電池、清潔設(shè)備、電池、磷擴(kuò)散、電池、電池，將P型硅晶片放入應(yīng)時(shí)容

14、器中，同時(shí)將含磷氣體引入應(yīng)時(shí)容器中，并將應(yīng)時(shí)容器加熱至一定溫度。此時(shí)，供體雜質(zhì)磷可以從化合物中分解，并且容器充滿含磷蒸汽，被許多含磷分子包圍。磷化合物分子附著在硅片上產(chǎn)生磷原子。由于硅晶片的原子之間存在間隙，磷原子從各個(gè)側(cè)面進(jìn)入硅晶片的表層，并通過(guò)硅原子之間的間隙滲透和擴(kuò)散到硅晶片中。如果擴(kuò)散的磷原子濃度高于原磷型硅片的受主雜質(zhì)濃度，靠近磷型硅片表面的薄層將轉(zhuǎn)變?yōu)榈?。在n型硅和p型硅的結(jié)處形成pn結(jié)。磷擴(kuò)散，電池，磷擴(kuò)散目的：制備太陽(yáng)能電池的核心pn結(jié)；硅片中的部分金屬雜質(zhì)被吸收。磷擴(kuò)散法，電池，磷擴(kuò)散法三氯氧磷(POCl3)液體源擴(kuò)散噴涂磷酸水溶液，接著是鏈擴(kuò)散絲網(wǎng)印刷磷漿，接著是鏈擴(kuò)散法

15、第一種方法目前在工業(yè)上廣泛使用。該方法具有生產(chǎn)效率高、pn結(jié)均勻平整、擴(kuò)散層表面好等優(yōu)點(diǎn)，非常適合制作大面積太陽(yáng)能電池。磷擴(kuò)散、管式擴(kuò)散爐、磷擴(kuò)散、電池、擴(kuò)散硅片除了表面有氮型硅薄層外，背面和周邊還有氮型硅薄層，而晶體硅太陽(yáng)能電池實(shí)際上只需要表面有氮型硅，因此有必要去除背面和周邊的氮型硅薄層。背面及周邊蝕刻、電池、電池、背面及周邊蝕刻目的：去除硅片背面及周邊的pn結(jié)；表面的磷硅酸鹽玻璃被去除。磷硅酸鹽玻璃是擴(kuò)散過(guò)程中的反應(yīng)產(chǎn)物，是一層含磷原子的二氧化硅。背面及周邊蝕刻方法：酸蝕刻(濕法蝕刻)、等離子蝕刻(干法蝕刻)、背面及周邊蝕刻、濕法蝕刻設(shè)備、背面及周邊蝕刻、電池、等離子化學(xué)氣相沉積氮化硅(

16、SiN)鍍膜、電池、電池、等離子化學(xué)氣相沉積SiN薄膜鍍膜目的：SiN薄膜作為抗反射薄膜可以減少入射光的反射；在SiN薄膜的沉積過(guò)程中，反應(yīng)產(chǎn)物的氫原子進(jìn)入SiN薄膜和硅片，起到鈍化缺陷的作用。PEVD氮化硅(SiN)膜，太陽(yáng)能電池表面深藍(lán)色SiN膜，PEVD氮化硅(SiN)膜，電池，電池，SiN膜的物理化學(xué)性質(zhì)：結(jié)構(gòu)致密，硬度高，介電強(qiáng)度高，耐高濕，對(duì)常見(jiàn)的酸和堿有很好的耐受性，除了氟化氫和熱H3PO4，PEVD氮化硅(SiN)膜，電池，SiN薄膜的優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)異的表面鈍化效果，高效的光學(xué)抗反射性能(厚度和折射率匹配)，低溫工藝(有效降低成本)， 含氫SiNx:H可以為mc-Si提供體鈍化，PE

17、CVD涂有氮化硅(SiN)薄膜，入射光在SiN薄膜表面反射一次，在SiN薄膜與硅片的界面處反射兩次。 通過(guò)適當(dāng)選擇SiN薄膜的厚度和折射率，可以抵消一次反射光和二次反射光。沉積SiN減反射膜后，硅片表面入射光的平均反射率可以進(jìn)一步降低到5%左右。PEVD氮化硅(SiN)鍍膜，電池，電池，PEVD:“等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積”，是一種化學(xué)氣相沉積鍍膜技術(shù)；等離子體化學(xué)氣相沉積通過(guò)微波或射頻使含有薄膜原子的氣體電離，并局部形成等離子體，該等離子體具有很強(qiáng)的化學(xué)活性，易于反應(yīng)，并在襯底上沉積所需的薄膜。等離子體含有大量的高能電子，可以提供化學(xué)氣相沉積過(guò)程所需的活化能，大大降低薄膜沉積所需的溫度。等離子體化學(xué)氣相沉積氮化硅(SiN)薄膜，電池，等離子體化學(xué)氣相沉積的優(yōu)點(diǎn)：節(jié)能降耗；提高生產(chǎn)能力；