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1、年产50MW太阳能电池片、电池组件、发电系统等光电系列产品生产项目可行性研究报告 1.总 论1.1.4项目建设背景、意义和必要性能源是人类社会存在与发展的物质基础，是维持和发展社会经济、人类生活及物质文明的最基本因素，人们的各种生产活动和日常生活都离不开能源。随着人类社会的发展，能源消耗量不断增加。尤其是近一百年来，产业革命后工业的大发展及全世界人口的增长，使人类对能源的消耗量急剧增长。人类目前使用主要化石能源有煤炭、石油、天然气三种。全球一次能源消费量在1971-2002年的平均年增长率是2%，在2001-2004年为3.7%，其中2003-2004年为4.3%。增长率不断提高的主要原因是：
2、亚太地区在2001-2004年的平均年增长率为8.6%，特别是中国，在2003-2004年，达到了15%。美国能源部能源信息管理综合分析及预测办公室（EIA）于2007年5月发表的“2007能源形势”（Energy Outlook 2007）（DOE/EIA-0484（2007）估计，世界能源消费量从2004年到2030年预计将增加57%。在燃料中，石油一直占有最大份额，2004年占38%。到2030年将降低为34%。煤炭是消费量增长最快的燃料，在世界能源份额从2003年的25%，只经过一年，2004年就提高到26%，预计2030年将增加到28%。在这期间，发电用煤将占世界煤耗量的2/3。世界
3、工业用煤增长量中，中国将大约占78%。到2030年，全世界消耗的一次能源要比1990年增加120%。然而地球上化石燃料的蕴藏量是有限的，根据已探明的储量，全球石油可开采约45年，开然气约61年，煤炭约230年，铀约71年。据世界卫生组织估计，到2060年全球人口将达100亿-110亿，如果到时所有人的能源消费量都达到今天发达国家的人均水平，则地球上主要的35种矿物中，将有1/3在40年内消耗殆尽，包括所有的石油、天然气、煤（假设为2万亿吨）和铀。所以，世界化石燃料的供应正在面临严重短缺的危机局面。中国的经济正在高速发展，能源消耗量也在迅增加，预计中国到2030年一次能源消费的平均年增长率为3.
4、5%，居世界第一。虽然中国的能源资源总量比较丰富，目前能源产量居世界第二，但是由于人口众多，人均能源资源拥有量在世界上处于较低的水平，一次能源的储量低于世界平均值，能源供应形势不容乐观。另一方面，由于人类的能源消费活动，主要是化石燃料的燃烧，造成了环境污染，导致全球气候变暖，冰山融化，海平面上升，沙漠化日益扩大等现象的出现，自然灾害频繁发生。人们逐渐认识到，减少温室气体的排放，治理大气环境，防止污染已经到了刻不容缓的地步。2007年1月10日，世界经济论坛等机构在日内瓦发布的“2007年全球风险”报告称，气候变化是21世纪全球面临的最严重挑战之一，由全球变暖造成的自然灾害在今后数年内可能会导致
5、某些地区人口大规模迁移、能源短缺，以及经济和政治动荡。2007年2月2日，会聚了来自130多个国家的2500多名专家的联合国“政府间气候变化专门委员会”发表了第4份全球气候变化评估报告。这份报告综合了全世界科学家6年来的科学研究成果，报告称气候变暖已经是“毫无争议”的事实，过去50年全球平均气温上升“很可能”（指正确性在90%以上）与人类使用化石燃料产生的温室气体增加有关。报告预测，到2100年，全球气温将升高1.8-4，21世纪海平面将至少上升19-37cm，如果近年出现的北极冰层大量融化的趋势继续发展，海平面最多将升高28-58cm，有不少海岛和沿海城市将沉入海底。Energy Outlo
6、ok2007统计并预测了部分国家和地区在1990-2030年的CO2排放量，见表1-1。表1-1 部分国家和地区1990-2030年的CO2排放量（单位：百万吨）国家/地区历史数据预测数据2004-2030年平均增长率（%）19902003200420102015202020252030美国498958005923621465896944742579501.1加拿大4745895846486596947227501.0墨西哥3003853854815325926446992.3日本101512441262127412901294129713060.1韩国23847549752357461464
7、96911.3澳大利亚/新西兰2914104244724905165495731.2俄罗斯233416021685180919082018211421851.0中国2241389847076497760787959947112393.4印度57810401111128315071720194021562.6中东40512111289160217881976214323062.3非洲649895919114012911423154316552.3中南美洲6739811027123514131562170818512.3总计2124625508269223086033889368543978942
8、8801.8由表1-1可见，世界CO2排放量的年平均增长率是1.8%，到2030年CO2排放量将是1990年两倍多。而中国是以年平均增长率3.4%的速度在增加，虽然中国的CO2人均排放量不算高，但由于中国人口众多，排放总量很快就将超过美国而成为世界第一位。而且中国中能源利用率不高，能源消费以燃煤为主，煤炭中所含的硫等有害成分很高，所以受到普遍关注。据世界银行估计，到2020年中国由于空气污染造成的环境和健康损失，将达到GDP总量的13%。减少CO2排放量，保护人类生态环境，已经成为当务之急。能源短缺、环境污染是当今世界面临的两大问题，制约着人类经济和社会发展。太阳能作为新能源和可再生能源的一种
9、，因为其具有清洁环保、永不衰竭的特点，受到世界各国重视。太阳每秒释放出的能量是3.8651026J，相当于每秒燃烧1.321026吨标准煤所产生的能量。太阳与地球的平均距离约1.5亿千米，太阳辐射的能量大约只有1/22亿到达地球，大约为173104亿千瓦。其中，约19%被大气吸收；约30%被大气和尘粒和地面反射回宇宙空间；穿过大气到达地球表面的太阳辐射能约占51%（81104亿千瓦）。由于地球表面大部分被海洋覆盖，到达陆地表面的能量大约只有17104亿千瓦，占到达地球范围内太阳辐射能的10%。这个能量相当于全球1年内消耗总能量的3.5万倍。1954年美国贝尔实验制成第一个效率为6%的太阳能电池
10、，经改进效率达到10%，并于1958年装备美国先锋1号人造卫星，成功运行8年。20世纪70年代前太阳能光伏发电主要用于外层空间。20纪世70年代以后随着技术进步，开始在地面应用，太阳能光伏发电推广到很多领域。近年来太阳能光伏产业加速发展，现已成为世界上发展速度最快的高新技术产业之一。为了应对化石燃料逐渐短缺和日益严重的环境问题，必须逐步改变能源消费结构，大力发展太阳能光伏产业，在能源供应领域走可持续发展的道路，这已成为人们的共识。我国属太阳能资源丰富的国家之一，辐射总量在 3.31038.4106 千焦/米 2年之间。全国三分之二以上国土面积和年总日照量都已超过 5020MJ/m2，年平均日明
11、时间已超过 2200 小时，属于太阳能利用丰富地区，具有开发和利用太阳能的有利条件。可现生能源法和“十一五”规划都把太阳能的开发利用提高到国家和战略地位，各省市也都相应的制定了利用新能源的发展规划，如城市建筑节能、城市亮化、景观照明、街道照明、小区照明、公共场所照明，这些都为太阳能末端应用产品开发和利用提供了巨大商机。发展太阳能光伏产业，对于节约常规能源，保护自然环境，促进经济持续发展和人类社会不断进步具有极为重要的现实意义和深远的历史意义。本项目建设符合国家产业政策，对于促进安徽省太阳能光伏产业和地方经济发展是十分必要的。1.2可行性研究报告编制依据（1）中华人民共和国国民经济和社会发展第十
12、一个五年规划纲要（2）中共中央、国务院关于加强技术创新，发展高新技术实现产业化的决定（3）中共中央、国务院关于实施科技规划纲要增强自主创新能力的决定（4）国务院关于发布实施促进产业结构调整暂行规定的决定（国发200540号）（5）国家发展和改革委员会产业结构调整指导目录（2005年本）（6）国家中长期科技发展纲要（2006-2020年）（7）安徽省人民政府关于做好合肥国家科技创新试点市实施工作的通知（皖政秘2004157号）（8）合肥国家科技创新试点市实施方案（9）投资项目可行性研究指南（10）项目承办单位提供的有关文件资料1.3项目概况1.3.1建设地点合肥经济开发区锦绣大道225号1.3.
13、2建设规模本项目投资67000万元，建设太阳能光伏产品研发生产基地。本项目竣工后，年产太阳能电池片50MW、太阳能光伏电池组件10MW、太阳能光电照明产品100KW、太阳能光伏发电系统400KW，年销售收入196000万元，年利润29446.6万元。1.3.3主要建设内容（1）建设1号厂房、2号厂房、3号厂房、4号厂房、5号厂房、6号厂房和7号厂房，建筑面积75936平方米。（2）根据生产纲领和生产工艺要求购置生产设备（3）新建公用辅助建筑行政办公楼 建筑面积11000平方米技术研发中心大楼 建筑面积11000平方米测试中心楼 建筑面积1470平方米员工宿舍楼和员工餐厅 建筑面积5590平方米
14、门卫 建筑面积50平方米污水处理站 建筑面积90平方米变配电房 建筑面积100平方米（4）公用辅助工程给排水管网供电线网及照明围墙道路、广场、停车场消防绿化1.4主要技术经济指标表1-2 主要技术经济指标序号名 称单位数量或指标备注1建设规模1.1总投资万元670001.1.1其中：建设投资万元59814.21.1.2建设期贷款利息万元1900.81.1.3铺底流动资金万元52851.2征地亩1501.3职工人数人6242生产规模2.1太阳能电池片MW502.2太阳能电池组件MW102.3太阳能光伏发电系统KW4002.4太阳能光电照明产品KW1003经济指标3.1年销售收入万元1960003
15、.2总成本费用万元155797.73.3销售税金及附加万元10755.73.4(其中：增值税)万元(9689.7)3.5年利润总额万元29446.63.6投资利润率%37.123.7投资利税率%50.683.8投资回收期（静态）年4.55含建设期所得税后投资回收期（动态）年6.65含建设期所得税后3.9内部收益率%38.33所得税后3.10净现值（I=12%）万元80433.8所得税后3.11盈亏平衡点%41.933.12借款偿还期年4.235.技术方案、设备方案与工程方案5.1设计原则与工厂组成5.1.1设计原则（1）本产品为高新技术产品，设计中要广泛采用与生产纲领相适应的新工艺新技术，建成
16、最高水平的生产线。（2）工艺方法的确定，主要工艺设备的选型都要围绕质量目标和经济目标进行。（3）坚持“少投入、多产出”原则，尽量选用精度和质量都满足要求的国内设备，机械化、自动化程度要以保证质量、有利安全、减轻工人劳动强度和提高效率为前提，有重点地采用自动控制、自动检测等。（4）厂房设计要结合中国国情，按照产品及工艺要求适当提高标准，特别是密封、防尘、保温。（5）环保、消防、安全卫生设施要贯彻“三同时”原则。5.1.2生产纲领表5-1 生产纲领一览表产品名称规格单位数量备注1太阳能电池片125.156系列单晶硅片、多晶硅片MW502太阳能电池组件125单晶、156多晶MW103太阳能光电发电系
17、统KW4004太阳能光电照明产品KW100太阳能路灯、庭院灯、草坪灯5.1.3工作制度根据国家行业标准（JBJ/T2-2000）及有关规定，工厂实行每周5天工作制，全年工作250天。根据本项目生产特点，生产车间实行2班工作制，每班工作8小时。5.1.4工厂组成及任务表5-2 工厂组成与任务一览表序号部门名称工作任务备注一生产部门1太阳能光伏电池生产车间太阳能电池片、太阳能光伏电池组件生产2太阳能光伏发电系统生产车间太阳能光伏发电系统生产3太阳能光电照明产品生产车间太阳能路灯、庭院灯、草坪灯、交通标志灯等产品生产二辅助部门1研发中心新产品研发、新工艺推广2生产技术部门生产调度提供技术支持3质量管
18、理部门负责产品质量检验、计量4供销部门原辅材料采购供应、市场开拓、产品销售、仓储物流、质量反馈、售后服务5仓库原辅材料及成品储存6公用动力部门水、电等动力供应，环境保护7全厂性设施工厂管理、后勤服务5.2工艺技术方案5.2.1本项目技术基础本项目承办单位安徽派雅新能源股份有限公司，是一家专业从事太阳能光电产品研发、生产和销售的高新技术企业。几年来，该公司投入大量人力、物力、财力做大量的人才和技术储备工作。该公司招贤纳士，引进人才，现已拥有一支由博士、硕士组成的研发团队，与浙江大学、安徽工程科技学院等高等院校科研院所建立了长期合作关系。投入资金，购置研制设备，在国内调研和消化吸收澳大利亚新南威尔
19、士大学光伏中心、美国Georgia理工大学光伏中心、德国Fraunhofer太阳能系统研究所、日本Kocera太阳能公司等有关资料基础上，进行了太阳能光伏产品预研和小规模试生产，取得成功，形成了自己独特的生产工艺，并成功开发出拥有自主知识产权的太阳能光电产品专用智能控制系统、专用光源等。太阳能照明产品小批量投入市场，受到用户欢迎，产品已通过有关机构检测，制定了照明产品企业标准并上报国家技术监督部门备案。目前，该公司太阳能光伏产品已具备产业化条件。5.2.2本项目主要产品（1）太阳能电池片和太阳能电池组件太阳能电池组件太阳能电池板是太阳能发电系统中最重要的部件之一。太阳能电池板的表面由两个性质各
20、异的部分组成，当太阳能电池板受到光的照射时，能够把光能转变为电能，使电流从一方流向另一方，输出直流电存入蓄电池中。太阳能电池组件就是根据这种原理设计的。从生产技术上来说。从电池组件类型来看，主要有晶体硅太阳能电池组件和非晶硅太阳能电池组件，其中晶体硅太阳能电池组件又包括单晶硅和多晶硅太阳能电池组件。太阳能电池板由电池片、组件边框、钢化玻璃、封装材料以及接线盒等组成。目前，单晶硅太阳电池的平均效率为15%，澳大利亚新南威尔士大学的实验室效率已达24.4%；多晶硅太阳电池效率也达14%，实验室最大效率为19.8%；非晶硅太阳电池的稳定效率，单结69%，实验室最高效率为12%，多结电池为810%，实
21、验室最高效率为11.83%。本项目将采用该公司生产的高效率晶体硅太阳能电池片，一流的生产工艺和制作设备，按照国标标准，生产高效、优质的单晶硅和多晶硅太阳能电池组件。其产品具有性能好，转换效率高（单晶硅和多晶硅太阳能电池组件的转换率已达到14%以上），寿命长（使用寿命达25年以上），耐候性和抗冰雹防水能力高等特点。（2）太阳能照明与发电系统本项目生产的太阳能照明灯具主要有以下几部分组成：太阳能电池板：将太阳光能转化为电能智能控制系统：充放电、灯具的工作和关闭、时间和亮度的设定蓄电池：白天由太阳能电池向其充电负载其他装置：灯壳、灯杆、灯座、螺丝、地埋支架等目前市场上的太阳能灯具的持续工作时间为5-
22、7天（每天使用10小时左右）。本项目生产的太阳能照明系统和发电系统，在对目前市场流行的太阳能灯具改进基础上，光电转换效率大于17%，采用自主研发的专用数字自动控制系统，自动检测和调节充放电控制及保护系统；同时，选配专用晶体管发光灯，可以保证在遇有阴雨天气情况下，仍能正常工作10-15天以上（按每天工作10小时计算）。太阳能照明灯具主要特点如下：光电转换效率大于17%，使用寿命2-25年。选配专用晶体管发光灯，灯泡使用寿命大于30年。配置专用高效节能灯泡，使用寿命5000小时以上。采用自主研制数字自动控制系统，自动检测和调节充放电控制及保护系统。每天使用10小时左右，并可连续阴雨10-15天。选
23、择高容量免维护专用蓄电池组，使用寿命5年以上。工作在安全电压下，不会发生触电事故，一次投资安装，长期受益。灯内采用智能控制，晚间自动开启，天亮自动关闭。不需专人送电和管理。5.2.3工艺技术方案5.2.3.1太阳能电池片生产工艺技术方案（1）太阳能电池工作原理硅太阳能电池的基本材料为P型单晶硅，厚度为0.3-0.5mm左右。上表面为N+型区，构成一个PN+结，顶区表面有栅状金属电极，硅片背面为金属底电极。上下电极分别与N+区和P区形成欧姆接触，整个上表面还均匀覆盖着减反射膜。当入发射光照在电池表面时，光子穿过减反射膜进入硅中，能量大于硅禁带宽度的光子在N+区，PN+结空间电荷区和P区中激发出光
24、生电子空穴对。各区中的光生载流子如果在复合前能越过耗尽区，就对发光电区作出贡献。光生电子留于N+区，光生空穴留于P区，在PN+结的两侧形成正负电荷的积累，产生光生电压，此为光生伏打效应。当光伏电池两端接一负载后，光电池就从P区经负载流至N+区，负载中就有功率输出。太阳能电池各区对不同波长光的敏感性是不同的。靠近顶区产生阳光电流对短波长的紫光（或紫外光）敏感，约占总光源电流的5-10%（随N+区厚度而变），PN+结空间电荷的光生电流对可见光敏感，约占5%左右。电池基体区域产生的光电流对红外光敏感，占80-90%，是光生电流的主要组成部分。（2）生产工艺技术方案本项目采用高效率太阳能晶体硅片，按照
25、国际标准，生产高效、优质的单晶硅和多晶硅太阳能电池片。产品具有性能好，转换效率高（单晶硅和多晶硅太阳能电池组件的转换效率已达到14%以上）寿命长（使用寿命达25年以上）等特点。本项目生产的太阳能电池片的尺寸分别为（103*103）mm2、（125*125）mm2、（156*156）mm2和（210*210）mm2。生产技术成熟、先进，产品的效率为15-18%。（3）生产工艺流程本项目生产的太阳能电池，在生产工艺上，引进德国、美国等国家先进工艺，其特点为转换效率高，符合国际太阳能电池发展的高效、超薄的趋势。本项目主要设备引进德、美、日等国具有世界先进水平的太阳能电池生产线，提高太阳能电池的转换效
26、率和降低成本。太阳能电池片生产工艺流程：扩散（形成PN结）扩散前清洗制绒原材料（硅片） PECVD（镀膜）扩散后清洗（去磷硅）刻蚀（周边断路）分类检测（按效率）印刷（印刷电极）烧结（电极固化）电池板成品包装入库热塑封装（4）生产工艺简要说明a.清洗制绒不论是单晶硅还是多晶硅，其成型后都要按照一定的尺寸进行切割，切割后的硅片表面会留下一些污染的杂质，大致有油脂、松香、蜡等有机物质，金属、各种无机化合物，以及灰尘和其他可溶性物质。通常使用化学清洗剂来去除这些污染物，常用的有有机溶剂（如甲苯、二甲苯、丙酮、三氯化烯、四氯化碳等）、浓酸、强碱以及高纯中性洗涤剂等。每次清洗后都要用高纯去离子水将硅片冲洗
27、干净。硅片经过初步清洗去污后，要进行表面腐蚀。这是由于机械切割后，在硅片表面留有切痕和损伤层，需要通过表面腐蚀来消除。为了提高太阳电池性能，常常在硅片表面制作绒面，有效的绒面结构使得人射光在表面进行多次反射和折射，可以增加光的吸收率。绒面电池比光面电池的反射损失小，如果再加上减反射膜，反射率可进一步降低，甚至可以达到3%以下。入射光在绒面表面多次折射，改变了人射光在硅中的前进方向，不仅延长了光程，增加了对红外光子的吸收率，而且有较多的光了在靠近P-H结附近产生光生载流子，从而增加了光生载流子的收集概率。在同样尺寸的基片上，绒面电池的P-N结面积比光面电池大得多，因而可以提高短路电流，转换效率也
28、有相应提高。单晶硅电池的绒面通常是利用某些化学腐蚀剂对硅片表面进行腐蚀而形成。在实际生产过程中，大多使用较廉价的NaOH稀溶液（浓度为1%）作为腐蚀剂，腐蚀液温度为70-85。为了获得均匀的绒面，还应在溶液中适量添加醇类（常用乙醇或异丙醇）作为结合剂。由于腐蚀过程的随机性，四面方锥性的大小并不相同，通常高度控制在3-6m。多晶硅表面的晶向是随意分布的，因此碱性溶液的各向异性腐蚀现象对于多晶硅来说效果并不理想，而且由于碱性腐蚀液对多晶硅表面不同晶粒之间的反应速度不一样，会产生台阶和裂缝，不能形成均匀的绒面。多晶硅一般使用酸腐蚀法、活性离子刻蚀法、机械刻槽法和激光放慢槽法。b.扩散制结制结是在基体
29、材料上生成不同导电类型的扩散层，形成P-N结。这是电池制作过程中的关键工序。目前主要有热扩散、离子注入、外延、激光以及高频电注入等方法。扩散是物质分子或原子运动所引起的一种自然现象。热扩散制造P-N结是用加热的方法，使5价杂质掺入P型硅，或3价杂掺入N型硅。硅太阳电池中常用的5价杂质元素是磷，3价杂质元素是硼。对于扩散的要求是获得适合于太阳电池P-N结所需的结深和扩散层方块电阻。浅结的表面浓度低，电池短波响应好，但会引起串联电阻增加，只有提高电极栅线的密度，才能有效提高电池的填充因子，这样就增加了工艺难度；如果表面浓度太大，会引起重掺杂效应，使得电池的开路电压和短路电流均下降。在实际电池制作中
30、，应综合考虑各种因素，结深一般控制在0.3-0.5m。扩散质量是否符合工艺要求。可通过测量薄层电阻R来衡量，薄层电阻即方块电阻，为单位面积的半导体薄层所呈现的电阻，它可以反映出扩散工艺过程中进入的杂质总量。方块电阻与扩散时间、扩散温度和气流量大小等因素密切相关，一般而言，扩散杂质浓度越高，导电能越强，方块电阻也越小。通常方块电阻为20-70比较适宜。本项目采用的热扩散法。c.去磷硅玻璃在扩散过程中，硅片表面会形成一层含磷元素的SiO2，称为磷硅玻璃。这层磷硅玻璃比较疏松，会对后道镀膜工序以及电池片的电学性能产生不利影响，所以在镀膜前应把它去除，本项目采用氢氟酸来去除磷硅玻璃。d.刻蚀去边在扩散
31、过程中，硅片的周边也形成了扩散层。这种扩散层可能使电池的上、下电极形成局部短路，从而使太阳电池的并联电阻下降，影响电池的转换效率，所以必须消除周边的扩散层。去边的方法主要有腐蚀法和挤压法。腐蚀法是将硅片的两面涂上黑胶，在硝酸和氢氟酸组成的溶液中腐蚀30S左右取出，再将黑胶清除。挤压法是用大小与硅片相同，略带弹性的耐酸橡胶或塑料与硅片相间整齐地隔开，并且施加一定的压力，以阻止腐蚀液渗入缝隙，放入腐蚀液中不到1min，取出洗净，即可将硅片周边的扩散层去除。目前的工业化生产多用等离子干法腐蚀，在辉光放电情况下通过氟和氧交替对硅片作用，可去除含有扩散层的周边。e.镀膜光照到平面的硅片上，其中一部分被反
32、射，大约要损失1/3。为了减少反射损失，将硅片表面制成绒面状态，可使入射光多次反射而增加对光的吸收。即使如此，也还有大约百分之十几年反射损失。为了进一步提高对光的吸收率，可在硅片表面覆盖一层减反射膜。减反射膜常用的制备方法有真空镀膜和离子镀膜法、溅射法、印刷法、喷涂法、PECVD沉积法等，其中PECVD沉积法在工业化生产中大量使用，主要由于SiNx薄膜具有良好的光学性质，可以降低太阳光的反射，提高光吸收率。PECVD设备采用硅烷作为源，由于硅烷遇到空气会自燃，甚至发生爆炸，所以在操作中要特别小心。f.制电极太阳电池在有光照时，在P-N结两侧形成正、负电荷的积累，因此产生了光生电动势。在实际应用
33、时，需要通过上、下电极，才能有电流输出。电极就是与P-N结两端形成紧密欧姆接触的导电材料，习惯上把制作在电池光照面上的电极称为上电极，通常是栅线形状，以收集光生电流；而把制作在电池背面的电极称为下电极或背电极，下电极就尽量布满电池的背面，以减少电池的串联电阻。真空蒸镀法和化学镀镍法是传统的制作电极的方法，都存在工艺成本较高、耗能大、批量小以及不适宜自动化生产等缺点。为了降低生产成本和提高生产效率，将生产厚膜集成电路的丝网漏印工艺引入制作太阳电池电极的生产中。在目前的规模化生产工艺中，正面的印刷材料普遍选用含银的浆料，主要是因为银具有良好的导电性、可焊性和在硅中的低扩散性能。经丝网印刷、退火所形
34、成的金属层的导电性能取决于浆料的化学成分、玻璃体的含量、丝网的粗糙度、烧结条件和丝网版的厚度。本项目用涤纶薄膜制成所需电极图形的掩膜，贴在丝网上，然后再套在硅片上用银浆、铝浆印刷，最后在保护气氛中烧结成形。本工艺已经成熟，栅线的宽度可降到约80m，高度达到10-20m。g.烧结将印刷好的电池在高温下快速烧结，使得正面的银浆穿透SiNx膜，与发射区形成欧姆接触，背面的铝浆穿透磷扩散层，与p型衬底产生欧姆接触，并形成一个背电场。背电场可以阻止少子（电子）扩散到背表面参与复合，从而减少了背表面的复合损失，增加了电池的电流密度。h.性能测试太阳电池制作完成后，必须通过测试仪器测量其性能参数。一般需要测
35、量的参数有最佳工作电压、量佳工作电流、最大功率（也称峰值功率）、转换效率、开路电压、短路电流、填充因子等，通常还要画出太阳电池的伏安特性曲线。5.2.3.2太阳能电池组件生产技术方案（1）生产技术方案单体太阳电池通常不能直接供电，主要是由于太阳电池片既薄又脆，机械强度差，容易破裂；大气中的水分和腐蚀性气体会逐渐氧化和锈蚀电极，无法承受露开工作的严酷条件；同时单片太阳能电池的工作电压通常小于0.6V，功率很小，难以满足一般用电设备的实际需要。所以必须为太阳电池提供机械、电气及化学等方面的保护，封装成太阳电池组件，才能对负载供电。太阳能电池组件是指具有封装及内部连接的、能单独提供直流电输出的，最小
36、不可分割的太阳能电池组合装置。在太阳能电池件封装前，要根据功率和电压的要求，对于太阳能电池片的尺寸、数量、布置连接方式和接线盒的位置等进行设计计算。单晶硅电池和多晶硅电池的结构及封装方法基本相同，都是用黏结剂将上盖板与太阳能电池片和底板黏结在一起，四周加上边框，背后是接线盒。由于离网光伏系统多数是采用铅酸蓄电池作为储能装置，最常用的蓄电池电压是12V。为了使用方便，早期的晶体硅太阳能电池组件通常用36片太阳能电池片串联而成，其最佳工作电压为17.5V左右，这考虑了一般的防反充二极管和线路损耗，并且工作温度不太高的情况下，可以保证蓄电池的正常充电。但要特别注意，在并网光伏系统中，36片太阳能电池
37、片串联组件的工作电压并不是12V，而是17.5V左右。目前，大多数太阳能电池组件的功率超过了100W，多数用72片大于125mm125mm的太阳能电池片串联，其最佳工作电压为35V左右，为24V的蓄电池充电。当然，也有的是将两组36片电池分别串联，然后并联输出，这样最佳工作电压还是17.5V左右。总之，大致可认为用3片太阳能电池片串联供给1V蓄电池充电，而用4片太阳电池串联为1.2V的镍镉电池充电。如果光伏系统工作在温度较高的地区，由于工作温度升高时，最佳工作电压要下降，可以适当考虑增加串联电池的数目。本项目太阳能电池组件，引进德国先进生产工艺，采用进口生产设备，其特点为破片率低，符合国际太阳
38、能电池发展的高效、超薄的趋势。本项目主要设备引进德、美、意、日等国的世界一流的组件生产线。组件所需仪器设备主要包括激光划片机、单体电池片测试仪、组件层压机、组件测试仪、给件组框机等几个部分。组件所需材料主要包括钢化玻璃、EVA、电池片、玻璃纤维（可选）、背板（TPT等）、铝边框、接线盒、汇流带（镀锡铜带）等。组件线又叫封装线，封装是太阳能电池生产的关键步骤，电池的封装不仅可以使电池的寿命得到保证，而且还增强了电池的抗击强度，组件封装非常重要。检验背面串接正面焊接电池检测层 压敷设（玻璃清洗、材料切割、玻璃预处理、敷设）装边框（涂胶、装角键、冲孔、装框、擦洗余胶）焊接接线盒去毛边（去边、清洗）高
39、压测试组件测试外观检验包装入库图5-1 组件生产工艺流程图（2）生产工艺流程简要说明a. 电池测试由于电池片制作条件的随机性，生产出来的电池性能不尽相同，所以为了有效的将性能一致或相近的电池组合在一起，所以应根据其性能参数进行分类；电池测试即通过测试电池的输出参数（电流和电压）的大小对其进行分类。以提高电池的利用率，生产出质量合格的电池组件。b.正面焊接是将汇流带焊接到电池正面（负极）的主栅线上，汇流带为镀锡的铜带，本项目使用的焊接机可以将焊带以多点的形式点焊在主栅线上。焊接用的热源为一个红外灯（利用红外线的热效应）。焊带的长度约为电池边长的2倍。多出的焊带在背面焊接时与后面的电池片的背面电极
40、相连。图 5-2 焊接示意图c.背面串接背面焊接是将 36 片电池串接在一起形成一个组件串，本项目采用手动工艺，电池的定位主要靠一个模板，上面有36个放置电池片的凹槽，槽的大小和电池的大小相对应，槽的位置已经设计好，不同规格的组件使用不同的模板，操作者使用电烙铁和焊锡丝将“前面电池”的正面电极（负极）焊接到“后面电池”的背面电极（正极）上，这样依次将 36 片串接在一起并在组件串的正负极焊接出引线。图5-3 串接示意图d.层压敷设背面串接好且经过检验合格后，将组件串、玻璃和切割好的 EVA 、玻璃纤维、背板按照一定的层次敷设好，准备层压。玻璃事先涂一层试剂（primer）以增加玻璃和 EVA
41、的粘接强度。敷设时保证电池串与玻璃等材料的相对位置，调整好电池间的距离，为层压打好基础。（敷设层次：由下向上为玻璃、EVA、电池、EVA、玻璃纤维、背板）。图5-4 层压示意图e.组件层压将敷设好的电池放入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热使 EVA 熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起；最后冷却取出组件。层压工艺是组件生产的关键一步，层压温度层压时间根据 EVA 的性质决定。我们使用快速固化 EVA 时，层压循环时间约为 25 分钟。固化温度为 150。f.修边层压时 EVA 熔化后由于压力而向外延伸固化形成毛边，所以层压完毕应将其切除。g.装框类似与给玻璃装一个镜框。给玻璃组件装
42、铝框，增加组件的强度，进一步密封电池组件，延长电池的使用寿命。边框和玻璃组件的缝隙用硅酮树脂填充。各边框间用角键连接。h.焊接接线盒在组件背面引线处焊接一个盒子，以利于电池与其他设备或电池间的连接。 i.高压测试高压测试是指在组件边框和电极引线间施加一定的电压，测试组件的耐压性和绝缘强度，以保证组件在恶劣的自然条件（雷击等）下不被损坏。j.组件测试测试的目的是对电池的输出功率进行标定，测试其输出特性，确定组件的质量等级。5.2.3.3太阳能照明产品生产工艺流程本项目太阳能照明产品的总体设计、组装调试在厂内完成，太阳能电池组件、控制系统自制，灯具、灯杆、支架、蓄电池等零部件外购或外协加工。根据客
43、户要求，可承接安装调试。太阳能电池板太阳能板支架灯头接线、穿线灯杆立杆地埋箱蓄电池控制器接线调试收尾验收图5-5 太阳能照明产品生产工艺流程5.2.3.4太阳能光伏发电系统本项目太阳能光伏发电系统总体设计、零部件检测、整机调试在厂内完成，其核心太阳能光伏组件自制，配套件及部分机械零部件外购或外协生产。本项目太阳能发电系统分离网电站和并网电站。根据用户要求可进行工程总承包。现场勘查、工程规划、定位放线、场地平整太阳电池基础电站围栏建设支架、太阳电池安装设备安装定位电缆连接敷设电站配电室建设并网调试运行试运行验收图5-6 太阳能光伏发电系统工艺流程图5.2.4产品标准与质量控制（1）产品标准本项目
44、的产品生产主要遵照以下标准：GB/T 3859.2-1993 半导体变流器应用导则（edv IEC146-1-2：1991）GB/T 9535-1998 地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型(edv IEC 61215：1993)。GB/T 19064-2003 家用太阳能光伏电源系统技术条件和试验方法 YD/T 799-2002 通信用阀控式密封铅酸蓄电池技术要求和检验方法IEC61345:1998 光伏组件的紫外试验目前太阳能照明行业暂无国家行业统一标准，为进一步确保产品质量，公司在参照国外知名企业标准基础上，通过集中攻关，已形成一套较为科学、严格的公司生产技术标准（企业标准，WPYG01-2007），并已报国家技术监督部门备案。（2）产品质量控控制产品质量控制严格按照上述标准规定的方法进行。（1）检验规则产品须经厂质量检验部门检验合格后，方可出厂。检验分为出厂检验和型式检验。出厂检验： 产品出厂采用全检，按标准检验流程项目进行