太阳能光伏的制作工艺(太阳能光伏发电制作)

太阳能光伏发电制作

材料牛注：太阳能发电作为清洁能源领域的“佼佼者”目前备受业界关注。如果你对此感兴趣，就让我们带你了解太阳能电池的构成和相关的光伏材料。

太阳能发电装置，通常被称为太阳能电池，能够直接将太阳光能转换为电能。在太阳能电池板中，太阳释放的光子使半导体材料的外层电子脱离原子键的束缚。当电子受迫在同一方向运动时，便可以产生电流，为电子设备供电或向电网输送电力。

自从法国物理学家Alexandre-Edmond Bequerel 在1839年首次将光伏发电技术理论化至今，光伏发电一直是科研领域的主题之一。目前，随着美国、日本和欧洲的主要研究团队在加速推进各自太阳能系统的产业化，光伏产业国际市场也持续扩大。

光伏组件

虽然光伏发电系统的组成材料各异，但所有的组件都包括若干层从向光面到背光面的材料。太阳光首先穿过保护层（通常为玻璃），然后通过透明接触层进入到电池内部。在组件的中心是吸附材料，这一层材料吸收光子，进而完成“光生电流”。而其中的半导体材料取决于具体的光伏系统需求。

在吸附层材料下面是完成电路导通的背金属层。复合薄膜层在背金属层下面，其作用是使光伏组件防水绝热。通常光伏组件背部会添加额外的保护层，保护层材料为玻璃、铝合金或塑料。

半导体材料

光伏发电系统中的半导体材料可以是硅、多晶薄膜或单晶薄膜。硅材料包括单晶硅、多晶硅和非晶硅。单晶硅具有规则的结构，它比多晶硅光电转换率高。

非晶硅中的硅原子是随机分布的，其光电转换率也低于单晶硅，但是与晶体硅相比，它能捕捉到更多的光子，同时在非晶硅中添加锗或碳进行合金化可以增强其这一特性。

铜铟硒（Copper indium diselenide, CIS）、碲化镉(cadmium telluride, CdTe)和薄膜硅都是常用的多晶薄膜材料，而光电转换率较高的材料如砷化镓（gallium arsenide，GaAs）也通常包含单晶硅薄膜材料。上述材料都因其独特的性能而用于特定的光伏发电领域。这些特性包括：结晶度、带隙大小、吸收性能和加工难易程度。

外部因素对半导体的影响

晶体结构中的原子排列顺序决定了半导体材料的结晶度，而太阳能电池的电荷传输、电流密度和能量转换效率都要受到结晶度的影响。半导体材料的带隙是使电子从束缚状态过渡到自由状态（即允许电子传导）所需的最小能量。带隙大小通常以Eg表示，它描述的是价带和导带的能量差。半导体材料的价带是低能级，导带是高能级。吸收系数用于表征某特定波长的光子穿透介质的距离，它决定了光子被介质吸收的能力。吸收系数由电池材料和被吸收光子的波长决定。

各种半导体材料和器件的成本和加工难易程度取决于多种因素，包括材料的种类和使用规模，生产周期以及电池在沉积室内的迁移特性。在具体的光伏发电需求中，每一个因素都将起到重要作用。

太阳能光伏发电板制作

会产生有毒物质及气体。光伏板是通过硅材料制作出来的，硅材料是通过对石英砂的加热提取的，加热过程中会产生大量的碳化硫、碳化氨等物质，这些物质都是有毒的，基本上石英砂提炼过程都是在熔炉里进行的，与人工作业是绝对分开的，但是开炉的时候还要特别注意的。

太阳能光伏制作工艺

太阳能电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，现以晶体硅为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P-N结。

　　当光线照射太阳电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是：光子能量转换成电能的过程。

　　硅太阳能电池分类

　　硅太阳能电池是以硅为基体材料的太阳能电池。按硅片厚度的不同，可分为晶体硅太阳能电池和薄膜硅太阳能电池。按材料的结晶形态，晶体硅太阳能电池有单晶硅（c-Si）和多晶硅（p-Si）太阳能电池两类；薄膜硅太阳能电池分为非晶硅（a-Si）薄膜太阳能电池、微晶硅（c-Si）太阳能电池和多晶硅（p-Si）薄膜太阳能电池三种。

　　单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。在实验室里最高的转换效率为24.7%（理论最高光电转化效率为25%），规模生产时的效率为18%（截至2011年）。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于单晶硅成本价格高，大幅度降低其成本很困难，为了节省硅材料，发展了多品硅薄膜和非晶硅薄膜作为单晶硅太阳能电池的替代产品。

自制太阳能光伏发电

　　八大主材为：

　　(1)电池片：太阳能电池是把光能直接转换成电能的一种器件。它是用半导体材料制成的。通过太阳光的照射，激发电子—空穴对，利用P—N结势垒区的静电场实现分离电子—空穴对，被分离的电子和空穴，经由电极收集输出到电池体外，形成电流。

　　(2)涂锡铜带：由无氧铜剪切拉直而成，所有外表面都有热镀涂层。涂锡带用于太阳能光伏组件生产时太阳能电池片的电极引出，连接电池片。要求具有较高的焊接操作性、牢固性及柔韧性。

　　(3)EVA：乙烯与醋酸乙烯酯的共聚物，是一种热熔胶粘剂。用来封装电池片，防止外界环境对电池片的电性能造成影响，增强光伏组件的透光性，将电池片、钢化玻璃、背板粘接在一起，具有一定粘接强度，同时对电池光伏组件的电性能输出有增益作用。

　　(4)背板：用作背面保护封装材料，常用的分为T门、TPE和PET，聚乙烯结构。用来增强光伏组件的耐老化、耐腐蚀性能，延长了光伏组件的使用寿命；白色的背板对入射到光伏组件内部的光进行散射，提高了光伏组件的吸光效率，同时因其具有较高的红外发射率，还可降低光伏组件的工作温度；同时提高了光伏组件的绝缘性能。

　　(5)钢化玻璃：用于支撑光伏组件结构，增强光伏组件的承重和载荷，具有透光、减反射透光、阻水、阻气和防腐蚀的作用。

　　(6)铝边框：玻璃外延安装的铝合金边框，起到保护玻璃边缘，加强光伏组件密封性能和提高光伏组件整体机械强度的作用，便于光伏组件的安装和运输。

　　(7)硅胶：用于粘接、密封层压好的玻璃光伏组件，粘接接线盒和背板，并增强光伏组件耐紫外线的作用。

　　(8)接线盒：光伏组件的电气连接装置，对光伏组件引出线起到密封、防水的作用，保护光伏组件系统运行时的安全。

太阳能发电制作材料

太阳能硅片和有机硅都是太阳能电池的材料，二者用途不同。

1.太阳能硅片是太阳能电池的核心材料。

硅太阳能电池是指以硅为基体材料的太阳能电池。按硅材料的结晶形态，可分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池。

太阳能电池发电的原理主要是半导体的光电效应，一般的半导体主要结构如下：硅材料是一种半导体材料，太阳能电池发电的原理主要就是利用这种半导体的光电效应。

2.有机硅

有机硅，即有机硅化合物，是指含有Si-C键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物。

有机硅独特的结构，兼备了无机材料与有机材料的性能，具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质，并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性

太阳能发电领域配套应用的有机硅材料

 有机硅产品是优良的耐热电绝缘材料，广泛应用于通用的发电、变电、输电等强电应用领域。在太阳能发电装置建设和安全运行中，有机硅材料常常是不可替代的重要配套材料。

太阳能电池粘接密封用单组分室温硫化硅橡胶

太阳能电池芯片表面减反射膜层材料、太阳能电池组件透光表面的保护膜、太阳能电池组件装配用填充粘接材料等都会用到有机硅材料。

太阳能光伏发电制作过程

金属硅（1提纯）→高纯多晶硅—（2掺杂铸造或拉晶）→多晶硅锭/单晶硅锭—（3切片）→硅片—（4制绒、扩散、印刷）→电池片—（5层压、封装）→电池组件—（6配套连接、安装）→光伏发电系统。

其中，提纯的环节是技术最高难度最高的环节。有冶金法和化学法两种方式。

后段工序对设备要求较高

太阳光伏发电板制作

一、晶硅体

晶硅体纯度高，透光度高，记忆程度高，所以对于将光能转化为电能的光伏板，晶硅体这种材料是必不可少的。

二、钢化玻璃

因为光伏板是建在室外，所以对于光伏板需要足够耐久的保护材料，钢化玻璃就起到了保护作用,同时，对于钢化玻璃的透光率也是有一定要求的，必须高于91%以上。

三、铝合金

铝合金抗氧化高，密度高，起到一定的密封和支撑作用,对铝合金的使用也大大节省了成本。

四、硅胶

硅胶起到的是密封作用，用来连接组件于铝合金的缝隙。

五、EVA

EVA用来固定粘贴发电主体和钢化玻璃，EVA也是暴露在空气下，同样会遭到空气的腐蚀，所以对EVA的材质需求特别高，因为EVA的材质会直接影响组件的寿命。

六、TPT

TPT是一种聚氟乙烯，TPT用于保护光伏板的背膜，其耐腐蚀能力高，优点多。

太阳能光伏发电怎么制作

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。