太阳能电池板是如何制造的?

2024-08-10

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中南太阳能有限公司(森能)

中南太阳能有限公司(SUNERGY)成立于 2008 年,是太阳能领域的创新和卓越典范。作为一家高科技企业,SUNERGY 致力于太阳能技术的全面进步,涵盖太阳能电池组件和光伏发电系统的研发、生产、销售和服务。

凭借对质量和可持续性的坚定承诺,SUNERGY 已成为光伏行业的领先品牌。我们卓越的声誉建立在行业领先的组件研发能力和制造水平的基础上,确保交付的每件产品都符合最高标准。

作为更绿色、更可持续未来的倡导者, 森能 热衷于帮助个人和社区利用太阳能。通过他们的专业知识和奉献精神,他们继续通过一块块太阳能电池板为更美好的明天铺平道路。

太阳能电池板是全球向可再生能源转变的关键,可将阳光转化为电能。随着对清洁能源的需求不断增长,了解太阳能电池板制造的复杂过程变得至关重要。本文详细介绍了太阳能电池板的制造过程,从原材料到成品,重点介绍了该过程中的每个重要步骤。

步骤 1:原材料

    硅:太阳能技术的核心

    硅是大多数太阳能电池的基石,主要来源于沙子中丰富的二氧化硅。其优异的半导体特性使其成为光伏 (PV) 技术的理想选择。

    提取和纯化过程

    石英矿开采:二氧化硅是通过采矿方法提取的,通常采用露天或地下技术。

    冶炼:二氧化硅在电弧炉中经受高温(约 1,500°C),与碳结合生成冶金级硅。

    化学处理:为了达到太阳能应用所需的纯度,冶金级硅需要进一步净化。在西门子工艺中,它被转化为三氯硅烷气体,然后蒸馏。净化后的气体随后通过热分解还原为高纯度多晶硅。

    其他必需材料

    除了硅之外,还有其他几种材料有助于提高 太阳的 面板:

    金属:

    银:由于其导电性优越,因此可用于电触点。通常使用丝网印刷技术以细线形式印刷在电池上。

    铝:由于其重量轻、耐腐蚀且经济高效,因此常用于框架。

    玻璃:

    高透明度、低铁钢化玻璃可保护太阳能电池,同时允许最大限度的阳光穿透。这种玻璃可承受恶劣的环境条件,包括冰雹和风。

    封装材料:

    乙烯-醋酸乙烯酯 (EVA):这种聚合物用于封装太阳能电池,提供绝缘并防止潮湿和机械应力。

    背板:

    背板通常由耐用聚合物制成,可保护太阳能电池免受环境因素的影响并提供电气绝缘。

    第 2 步:硅纯化

    净化硅至关重要,因为它直接影响最终太阳能电池板的效率。净化过程包括:

    石英开采: 从地球提取二氧化硅,通常通过大规模采矿作业。

    高温还原: 冶炼阶段涉及在极高温度下将二氧化硅与碳混合,从而产生冶金级硅。

    进一步细化: 通过化学反应,冶金级硅转化为三氯氢硅气体,再经过净化和热分解,得到适合太阳能电池生产的高纯度硅。

    步骤3:晶圆生产

    得到的硅被铸造成大锭,然后被切成晶片。晶片生产过程包括:

    提拉法

    该技术可生产单晶硅锭。将籽晶浸入液态熔融硅中,然后慢慢拉出,形成一个大的圆柱形锭。

    切片

    冷却后,硅锭被切成薄片,厚度通常约为 180 至 200 微米。切片使用线锯进行,以最大限度地减少材料损失并确保厚度均匀。

    抛光

    为了提高晶圆的质量,可能需要对晶圆进行抛光处理,以消除表面缺陷,为进一步加工做好准备。

    步骤 4:电池制造

    将硅晶片转化为功能性太阳能电池涉及几个关键步骤:

    兴奋剂

    掺杂将杂质引入硅中,形成太阳能电池运行所必需的 pn 结。引入磷可形成 n 型硅,而硼则用于形成 p 型硅。这两种类型之间的界面会产生电场,当阳光照射到电池上时,电子就会流动。

    纹理化

    硅片表面经过纹理处理,可增加光吸收。湿化学蚀刻等技术可创建捕获光线的微观结构,最大限度地减少反射,最大限度地提高太阳能电池捕获的阳光。

    防反射涂层

    硅片表面涂有一层抗反射层,通常由氮化硅制成。该涂层可确保尽可能多的光线进入硅片,从而减少反射损失并提高太阳能电池的整体效率。

    金属触点

    太阳能电池上添加了金属触点,用于收集和传输产生的电子。银浆通过丝网印刷到正面,形成精细的网格状图案,以最大限度地减少遮光,同时确保高效导电。铝通常用于背面触点。

    步骤 5:模块组装

    太阳能电池制造完成后,被组装成模块:

    电池互连: 单个太阳能电池以串联和并联方式连接,形成太阳能模块。

    封装: 电池夹在 EVA 层之间,并覆盖有保护玻璃层。

    框架: 增加铝框架以提供结构支撑并方便安装。

    测试: 模块在包装运输之前要经过严格测试以确保性能和质量标准。

    步骤 6:安装和集成

    一旦制造出来, 太阳能板 运送给分销商、安装商或直接运送给消费者。最后一步是将太阳能电池板集成到太阳能系统中,包括:

    安装: 将面板固定到屋顶或地面安装系统上。

    电气连接: 将面板连接到逆变器、电池和电网。

    结论

    太阳能电池板的制造是一个复杂的过程,它将原材料转化为可持续能源生产的关键技术。随着对清洁能源的需求不断增长,太阳能技术的进步旨在提高效率、降低成本,并让更多人能够使用太阳能。了解太阳能电池板的制造过程凸显了它们在向更绿色的未来过渡中的重要性。