多晶矽太陽能電池生產線專案
可行性研究報告
，其轉換效率一般為12%左右，稍低於單晶矽太陽電池，沒有明顯效率衰退問題，並且有可能在廉價襯底材料上製備，其成本遠低於單晶矽電池，而效率高於非晶矽薄膜電池。
簡介多晶矽太陽能電池的製作工藝與單晶矽太陽電池差不多，但是多晶矽太陽能電池的光電轉換效率則要降低不少，其光電轉換效率約12%左右(2023年7月1日日本夏普上市效率為14.8%的世界最
多晶矽太陽能電池
高效率多晶矽太陽能電池)。從製作成本上來講，比單晶矽太陽能電池要便宜一些，材料製造簡便，節約電耗，總的生產成本較低，因此得到大量發展。此外，多晶矽太陽能電池的使用壽命也要比單晶矽太陽能電池短。
單晶矽太陽能電池的生產需要消耗大量的高純矽材料，而製造這些材料工藝複雜，電耗很大，在太陽能電池生產總成本中己超二分之一。加之拉製的單晶矽棒呈圓柱狀，切片製作太陽能電池也是圓片，組成太陽能元件平面利用率低。因此，80年代以來，歐美一些國家投入了多晶矽太陽能電池的研製。
元件構成及各部分功能
1） 鋼化玻璃其作用為保護發電主體（電池片），透光其選用是有要求的， 1.透光率必須高（一般91%以上）；2.超白鋼化處理
2） eva 用來粘結固定鋼化玻璃和發電主體（電池片），透明eva材質的優劣直接影響到元件的壽命，暴露在空氣中的eva易老化發黃，從而影響元件的透光率，從而影響元件的發電質量除了eva本身的質量外，元件廠家的層壓工藝影響也是非常大的，如eva膠連度不達標，eva與鋼化玻璃、背板粘接強度不夠，都會引起eva提早老化，影響元件壽命。
3） 電池片主要作用就是發電，發電主體市場上主流的是晶體矽太陽電池片、薄膜太陽能電池片，兩者各有優劣晶體矽太陽能電池片,裝置成本相對較低，但消耗及電池片成本很高，但光電轉換效率也高，在室外陽光下發電比較適宜薄膜太陽能電池，相對裝置成本較高，但消耗和電池成本很低，但光電轉化效率相對晶體矽電池片一半多點，但弱光效應非常好，在普通燈光下也能發電，如計算器上的太陽能電池。
4） eva 作用如上，主要粘結封裝發電主體和背板
5） 背板作用，密封、絕緣、防水（一般都用tpt、tpe等材質必須耐老化，現在元件廠家都質保25年，鋼化玻璃，鋁合金一般都沒問題，關鍵就在與背板和矽膠是否能達到要求。）
6） 鋁合金保護層壓件，起一定的密封、支撐作用
7） 接線盒保護整個發電系統，起到電流中轉站的作用，如果元件短路接線盒自動斷開短路電池串，防止燒壞整個系統接線盒中最關鍵的是二極體的選用，根據元件內電池片的型別不同，對應的二極體也不相同。
8） 矽膠密封作用，用來密封元件與鋁合金邊框、元件與接線盒交界處有些公司使用雙面膠條、泡棉來替代矽膠，現在國內普遍使用矽膠，工藝簡單，方便，易操作，而且成本很低。[1]
發展原因
重心已由單晶向多晶方向發展，主要原因為；[1]可**太陽電池的頭尾料愈來愈少；[2] 對太陽電池來講，方形基片更合算，通過澆鑄法和直接凝固法所獲得的多晶矽可直接獲得方形材料；[3]多晶矽的生產工藝不斷取得進展，全自動澆鑄爐每生產週期（50小時）可生產200公斤以上的矽錠，晶粒的尺寸達到厘公尺級
多晶矽太陽能電池
；[4]由於近十年單晶矽工藝的研究與發展很快，其中工藝也被應用於多晶矽電池的生產，例如選擇腐蝕發射結、背表面場、腐蝕絨面、表面和體鈍化、細金屬柵電極，採用絲網印刷技術可使柵電極的寬度降低到50微公尺，高度達到15微公尺以上，快速熱退火技術用於多晶矽的生產可大大縮短工藝時間，單片熱工序時間可在一分鐘之內完成，採用該工藝在100平方厘公尺的多晶矽片上作出的電池轉換效率超過14%。據報道，目前在50～60微公尺多晶矽襯底上製作的電池效率超過16%。利用機械刻槽、絲網印刷技術在100平方厘公尺多晶上效率超過17%，無機械刻槽在同樣面積上效率達到16%，採用埋柵結構，機械刻槽在130平方厘公尺的多晶上電池效率達到15.
8%。光吸收方法
關於光的吸收
對於光吸收主要是：
（1）降低表面反射；
（2）改變光在電池體內的路徑；
（3）採用背面反射。
對於單晶矽，應用各向異性化學腐蝕的方法可在（100）表面製作金字塔狀的絨面結構，降低表面光反射。但多晶矽晶向偏離（100）面，採用上面的方法無法作出均勻的絨面，目前採用下
多晶矽太陽能電池
列方法:
[1]雷射刻槽
用雷射刻槽的方法可在多晶矽表面製作倒金字塔結構，在500～900nm光譜範圍內，反射率為4～6%，與表面製作雙層減反射膜相當。而在（100）面單晶矽化學製作絨面的反射率為11%。用雷射製作絨面比在光滑面鍍雙層減反射膜層（zns/mgf2）電池的短路電流要提高4%左右，這主要是長波光（波長大於800nm）斜射進入電池的原因。
雷射製作絨面存在的問題是在刻蝕中，表面造成損傷同時引入一些雜質，要通過化學處理去除表面損傷層。該方法所作的太陽電池通常短路電流較高，但開路電壓不太高，主要原因是電池表面積增加，引起復合電流提高。
[2]化學刻槽
應用掩膜（si3n4或sio2）各向同性腐蝕，腐蝕液可為酸性腐蝕液，也可為濃度較高的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液，該方法無法形成各向異性腐蝕所形成的那種尖錐狀結構。據報道，該方法所形成的絨面對700～1030微公尺光譜範圍有明顯的減反射作用。但掩膜層一般要在較高的溫度下形成，引起多晶矽材料效能下降，特別對質量較低的多晶材料，少子壽命縮短。
應用該工藝在225cm2的多晶矽上所作電池的轉換效率達到16.4%。掩膜層也可用絲網印刷的方法形成。
[3]反應離子腐蝕（rie）
該方法為一種無掩膜腐蝕工藝，所形成的絨面反射率特別低，在450～1000微公尺光譜範
多晶矽太陽能電池
圍的反射率可小於2%。僅從光學的角度來看，是一種理想的方法，但存在的問題是矽表面損傷嚴重，電池的開路電壓和填充因子出現下降。
[4]製作減反射膜層
對於高效太陽電池，最常用和最有效的方法是蒸鍍zns/mgf2雙層減反射膜，其最佳厚度取決於下面氧化層的厚度和電池表面的特徵，例如，表面是光滑面還是絨面，減反射工藝也有蒸鍍ta2o5, pecvd沉積 si3n3等。zno導電膜也可作為減反材料。
金屬化方法
金屬化技術
在高效電池的製作中，金屬化電極必須與電池的設計引數，如表面摻雜濃度、pn結深，金屬材料相匹配。實驗室電池一般面積比較小（面積小於4cm2），所以需要細金屬柵線（小於10微公尺），一般採用的方法為光刻、電子束蒸發、電子鍍。工業化大生產中也使用電鍍工藝，但蒸發和光刻結合使用時，不屬於低成本工藝技術。
[1]電子束蒸發和電鍍
通常，應用正膠剝離工藝，蒸鍍ti/pa/ag多層金屬電極，要減小金屬電極所引起的串聯電阻，往往需要金屬層比較厚（8～10微公尺）。缺點是電子束蒸發造成矽表面/鈍化層介面損傷，使表面復
多晶矽太陽能電池
合提高，因此，工藝中，採用短時蒸發ti/pa層，在蒸發銀層的工藝。另乙個問題是金屬與矽接觸面較大時，必將導致少子復合速度提高。工藝中，採用了隧道結接觸的方法，在矽和金屬成間形成乙個較薄的氧化層（一般厚度為20微公尺左右）應用功函式較低的金屬(如鈦等)可在矽表面感應乙個穩定的電子積累層(也可引入固定正電荷加深反型)。
另外一種方法是在鈍化層上開出小視窗（小於2微公尺），再澱積較寬的金屬柵線（通常為10微公尺），形成mushroom—like狀電極，用該方法在4cm2 mc-si上電池的轉換效率達到17.3%。目前，在機械刻槽表面也運用了shallow angle (oblique)技術。
pn結形成方法
[1]發射區形成和磷吸雜
對於高效太陽能電池，發射區的形成一般採用選擇擴散，在金屬電極下方形成重雜質區域而在電極間實現淺濃度擴散，發射區的淺濃度擴散即增強了電池對藍光的響應，又使矽表面易於鈍化。擴散的方法有兩步擴散工藝、擴散加腐蝕工藝和掩埋擴散工藝。目前採用選擇擴散，15×15cm2電池轉換效率達到16.
4%，n++、n+區域的表面方塊電阻分別為20ω和80ω.
對於mc—si材料，擴磷吸雜對電池的影響得到廣泛的研究，較長時間的磷吸雜過程（一般3～4小時），可使一些mc—si的少子擴散長度提高兩個數量級。在對襯底濃度對吸雜效應的研究中發現，即便對高濃度的襯第材料，經吸雜也能夠獲得較大的少子擴散長度（大於200微公尺），電池的開路電壓大於638mv, 轉換效率超過17%。
[2]背表面場的形成及鋁吸雜技術
多晶矽太陽能電池
在mc—si電池中，背p+p結由均勻擴散鋁或硼形成，硼源一般為bn、bbr、apcvd sio2：b2o8等，鋁擴散為蒸發或絲網印刷鋁，800度下燒結所完成，對鋁吸雜的作用也開展了大量的研究，與磷擴散吸雜不同，鋁吸雜在相對較低的溫度下進行。其中體缺陷也參與了雜質的溶解和沉積，而在較高溫度下，沉積的雜質易於溶解進入矽中，對mc—si產生不利的影響。
到目前為至，區域背場已應用於單晶矽電池工藝中，但在多晶矽中，還是應用全鋁背表面場結構。
[3]雙面mc—si電池
mc—si雙面電池其正面為常規結構，背面為n+和p+相互交叉的結構，這樣，正面光照產生的但位於背面附近的光生少子可由背電極有效吸收。背電極作為對正面電極的有效補充，也作為乙個獨立的栽流子收集器對背面光照和散射光產生作用，據報道，在am1.5條件下，轉換效率超過19%。
表面和體鈍化技術
對於mc—si，因存在較高的晶界、點缺陷（空位、填隙原子、金屬雜質、氧、氮及他們的複合物）對材料表面和體內缺陷的鈍化尤為重要，除前面提到的吸雜技術外，鈍化工藝有多種方法，通過熱氧化使矽懸掛鍵飽和是一種比較常用的方法，可使si-sio2介面的復合速度大大下降，其鈍化效果取決於發射區的表面濃度、介面態密度和電子、空穴的浮獲截面。在氫氣氛中退火可使鈍化效果更加明顯。採用pecvd澱積氮化矽近期正面十分有效，因為在成膜的過程中具有加氫的效果。
該工藝也可應用於規模化生產中。應用remote pecvd si3n4可使表面復合速度小於20cm/s。
工業化電池工藝
太陽電池從研究室走向工廠，實驗研究走向規模化生產是其發展的道路，所以能夠達到工業化生產的特徵應該是：
[1]電池的製作工藝能夠滿足流水線作業；
[2]能夠大規模、現代化生產；
[3]達到高效、低成本。
當然，其主要目標是降低太陽電池的生產成本。目前多晶矽電池的主要發展方向朝著大面積、薄襯底。例如，市場上可見到125×125mm2、150×150mm2甚至更大規模的單片電池，厚度從原來的300微公尺減小到目前的250、200及200微公尺以下。
效率得到大幅度的提高。日本京磁（kyocera）公司150×150的電池小批量生產的光電轉換效率達到17.1%，該公司2023年的生產量達到25.
4mw。
多晶矽非晶矽太陽能電池的區別
太陽能電池最早問世的是單晶矽太陽能電池。矽是地球上極豐富的一種元素，幾乎遍地都有矽的存在，可說是取之不盡，用矽來製造太陽能電池，原料可謂不缺。但是提煉它卻不容易，所以人們在生產單晶矽太陽能電池的同時，又研究了多晶矽太陽能電池和非晶矽太陽能電池，至今商業規模生產的太陽能電池，還沒有跳出矽的系列。其實可...
多晶矽太陽能電池製作工藝概述
眾所周知，利用太陽能有許多優點，光伏發電將為人類提供主要的能源，但目前來講，要使太陽能發電具有較大的市場，被廣大的消費者接受，提高太陽電池的光電轉換效率，降低生產成本應該是我們追求的最大目標，從目前國際太陽電池的發展過程可以看出其發展趨勢為單晶矽 多晶矽 帶狀矽 薄膜材料 包括微晶矽基薄膜 化合物基...
多晶矽太陽能電池專案可行性研究報告
多晶矽太陽能電池專案 可行性研究報告 中諮國聯出品 總論作為可行性研究報告的首章，要綜合敘述研究報告中各章節的主要問題和研究結論，並對專案的可行與否提出最終建議，為可行性研究的審批提供方便。總論章可根據專案的具體條件，參照下列內容編寫。本文件當前的正文文字都是告訴我們在該處應該寫些什麼，當您按要求寫...