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中国太阳电池制造设备的现状及发展太阳能电池片生产工艺2一、产业及技术背景二、太阳电池生产过程及装备三、国内太阳电池装备现状四、国内太阳电池制造设备的发展五、结束语主要内容主要内容3涉及面广、技术含量高、用途广泛涉及物理、化学、光学、材料、化工、电子、通讯、机械等专业太阳能太阳光伏太阳光热太阳电池电池组件光伏材料光伏系统光伏设备一、产业及技术背景一、产业及技术背景4太阳能光伏产业链太阳能光伏产业链单晶硅电池:单晶硅电池:硅矿石(石英砂)硅矿石(石英砂)工业硅(工业硅(99%99%纯度)纯度)高纯硅高纯硅((6N6N以上)以上)拉单晶拉单晶切片切片电池片电池片组件组件应用应用系统系统多晶硅电池:多晶硅电池:硅矿石(石英砂)硅矿石(石英砂)工业硅(工业硅(99%99%纯度)纯度)高纯硅高纯硅((6N6N以上以上))铸锭铸锭破锭、切片破锭、切片电池片电池片组件组件应用系统应用系统------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------装备装备5中国已成为光伏产业发展昀快的国家中国已成为光伏产业发展昀快的国家√√昀近五年产量增长超过昀近五年产量增长超过400400倍,产能增加倍,产能增加600600多倍多倍截止截止20072007年底年底,,产能已超过产能已超过3000MW3000MW20072007年新增年新增7373条标准线条标准线√√20042004年产量超过澳大利亚和印度成为国际第四大年产量超过澳大利亚和印度成为国际第四大生产国(地区)生产国(地区)√√20062006年产量超过美国排名全球第三年产量超过美国排名全球第三√√20072007年预计太阳电池产量超过欧洲跃居世界第二年预计太阳电池产量超过欧洲跃居世界第二6全球太阳能电池增长统计全球太阳能电池增长统计05001000150020002500300019982000200220042006总产量(MW)((年度年度))(MW)(MW)72006年全球太阳电池生产区域分布国家(地区)产量/所占比例日本928MW/37.1%欧洲657MW/26.3%中国369.5MW/14.8%美国202MW/8%其他343.5MW/13.8%8世界前十位中国占其二生产厂2003年产量2004年产量2005年2006年Sharp1,197.926.4%1,324.025.8%1,427.51,434,17.3%Kyocera2,72.09.6%2,105.08.3%3,1423,180,7.7%BPSolar3,69.39.2%3,84.96.8%7,85.810,85.7,3.4%MitsubishiElectric6,42.05.6%4,75.06.0%5,1006,111,4.4%Q-Cells9,28.23.8%4,75.06.0%2,165.72,253,10%ShellSolar4,62.08.3%6,72.05.7%10,59跌出十强Sanyo8,35.04.7%7,65.05.4%4,1255,155,6.2%RWESchottSolar5,44.05.9%8,63.05.0%6,958,96,3.8%Isofoton7,35.24.7%9,53.34.2%---SolarWorld9,86,3.4%Motech10,17.02.3%10,35.02.8%9,607,110,4.4%无锡尚德(Suntech)16,8.01.1%10,35.02.8%8,824,158,6.3%合计占总产量比例81.6%78.8%62.9%66.7%9国内太阳电池产能国内太阳电池产能//产量产量1989~20021989~2002年年4.5/2MW4.5/2MW20032003年年18.5/14MW18.5/14MW20042004年年70/51.8MW70/51.8MW20052005年年375/139MW375/139MW20062006年年1180/369.5MW1180/369.5MW云南、宁波、云南、宁波、开封、秦皇岛开封、秦皇岛等四大厂等四大厂20072007年年3000/E850MW3000/E850MW10中国光伏产业链已形成规模且渐趋平衡中国光伏产业链已形成规模且渐趋平衡√√工业硅生产全球第一工业硅生产全球第一√√高纯硅生产百吨级已突破,千吨级出现曙光高纯硅生产百吨级已突破,千吨级出现曙光√√硅片加工生产规模已达世界级硅片加工生产规模已达世界级√√电池及组件生产有世界一流领军企业电池及组件生产有世界一流领军企业√√装备初具规模和水平,可提供强力支撑装备初具规模和水平,可提供强力支撑√√太阳能灯具世界第一,并网系统等国际知名太阳能灯具世界第一,并网系统等国际知名11十家光伏企业国外上市十家光伏企业国外上市公司融资市场涉足领域上市时间无锡尚德纽交所电池、组件、应用系统2005.12.13苏州阿特斯NASDAQ电池、组件、硅片2006.11.8江苏林洋NASDAQ电池、组件、应用系统2006.12.20常州天合纽交所硅片、电池、组件2006.12.19河北晶澳NASDAQ电池、组件2007.2.7浙江昱晖英国伦敦AIM硅片、组件2006.8.8南京中电NASDAQ电池2007.5.17江西LDK纽交所多晶、硅片2007.6.4保定英利纽交所多晶、硅片、电池、组件、应用2007.6.8江阴浚鑫英国伦敦AIM电池、组件2007.8.712涉足光伏行业的国内上市公司达十二家以上涉足光伏行业的国内上市公司达十二家以上G天威----天威英利(多晶硅、硅片、电池、组件)航天机电----上海太阳能科技(电池、组件)深南玻A----深圳南玻光伏(白玻璃、多晶硅、电池)特变电工----新疆新能源(组件、应用系统)杉杉股份----宁波杉杉优利卡(电池、组件)交大南洋----上海交大泰阳(电池、组件、应用系统)乐山电力----新光硅业(多晶硅)江苏阳光----宁夏石嘴山硅业(多晶硅)新华光----云南天达光伏(电池、组件)……13国内产业高速发展的原因国内产业高速发展的原因环保压力日趋严重以德国为首的欧洲市场的强力拉动无锡尚德等领头企业巨大成功的示范作用海归科学家带来国际一流的工艺技术高投资回报率及短投资回收期国产装备的鼎立支撑14二、太阳电池生产过程及装备二、太阳电池生产过程及装备清洗制绒扩散刻蚀去PSG制备氮化硅印刷背电极烘干印刷背电场烘干印刷正电极烘干烧结测试分选包装15影响太阳能电池光电转换效率的主要因素有:(一)、晶体硅电池片本身晶格质量(二)、硅片表面绒面质量(三)、PN结质量(四)、周边PN结去除质量(五)、减反射氮化硅膜质量(六)、金属栅线印刷质量(七)、欧姆接触表面质量关键电池片制造设备关键电池片制造设备与之相对应的关键工艺设备有:(一)清洗制绒设备(二)扩散炉(三)刻蚀机(四)PECVD(五)丝网印刷机(六)快速烧结炉16三、国内太阳电池装备现状三、国内太阳电池装备现状11、国产设备已基本具备整线装备能力、国产设备已基本具备整线装备能力22、主流建线方案:、主流建线方案:国产和进口设备混搭,国产为主国产和进口设备混搭,国产为主数量上国产居多,价值上进口比例大数量上国产居多,价值上进口比例大33、、125125单晶生产为主,少数单晶生产为主,少数156156多晶电池线多晶电池线44、设备投资:、设备投资:3400~60003400~6000万元万元//条(条(25MW25MW标准线)标准线)17装备能力装备能力可提供可提供1010种大线设备中的种大线设备中的88种种其中国产为主的其中国产为主的::扩散炉、等离子刻蚀机、清洗扩散炉、等离子刻蚀机、清洗//制绒机、制绒机、石英管清洗机、烘干机共石英管清洗机、烘干机共66种种国产与进口并存,国产份额不断扩大的:国产与进口并存,国产份额不断扩大的:PECVDPECVD(管式)、高温快速烧结炉(管式)、高温快速烧结炉22种种完全依赖进口的:完全依赖进口的:全自动丝网印刷机、自动分检机、平全自动丝网印刷机、自动分检机、平板式板式PECVDPECVD18技术水平技术水平关键的六种工艺设备中:关键的六种工艺设备中:扩散炉、等离子刻蚀机、清洗扩散炉、等离子刻蚀机、清洗//制绒设备:制绒设备:达到或接近国际水平,性价比优势明显,占据国达到或接近国际水平,性价比优势明显,占据国内几乎全部市场内几乎全部市场PECVDPECVD::管式管式PECVDPECVD接近国际水平,正逐步进入大线、扩接近国际水平,正逐步进入大线、扩大份额。尚没有成熟的平板型设备大份额。尚没有成熟的平板型设备高温烧结炉:高温烧结炉:与国际水平有一定差距,但不大与国际水平有一定差距,但不大,,开始在大线使用开始在大线使用丝网印刷机:丝网印刷机:没有全自动产品,手动产品无法进入主流生产线没有全自动产品,手动产品无法进入主流生产线19四、国内太阳电池制造设备的发展四、国内太阳电池制造设备的发展目标--提高电池转换效率目标--提高电池转换效率降低生产成本降低生产成本节能环保节能环保20电池技术引领装备技术发展电池技术引领装备技术发展太阳能电池目前技术水平太阳能电池目前技术水平··技术及大生产工艺已相当成熟技术及大生产工艺已相当成熟··实验室水平昀高转换效率:单晶实验室水平昀高转换效率:单晶24.7%24.7%、多晶、多晶20.3%20.3%··生产线水平:单晶生产线水平:单晶16%~17.5%16%~17.5%、多晶、多晶14%~16%14%~16%··多晶硅太阳电池和单晶硅太阳电池并行发展多晶硅太阳电池和单晶硅太阳电池并行发展2111、自动化、提高单机生产效率、自动化、提高单机生产效率**国外全封闭自动生产线已有多条运行国外全封闭自动生产线已有多条运行每线只需每线只需6~76~7人,节省人力人,节省人力90%90%以上以上••某国外公司某国外公司单机产能50MW的PECVD设备已供应市场2222、具备自动转送接口、提高整线效率及质量、具备自动转送接口、提高整线效率及质量••同手工传递相比,自动转送可提高整线同手工传递相比,自动转送可提高整线20%20%左右的生产率左右的生产率••自动传送降低了人工接触污染,产品质自动传送降低了人工接触污染,产品质量提高,规模生产已实现量提高,规模生产已实现17%17%以上的以上的转换效率转换效率2333、适合大尺寸、薄硅片工艺、适合大尺寸、薄硅片工艺**国际上国际上156X156156X156硅片的设备已成主流硅片的设备已成主流210X210210X210硅片的设备也已开始使用硅片的设备也已开始使用••适合硅片厚度适合硅片厚度≦≦180180微米的设备已大量使用微米的设备已大量使用((软接触技术、防翘曲工艺技术大量应用,软接触技术、防翘曲工艺技术大量应用,有效降低了整线的碎片率)有效降低了整线的碎片率)2444、具备环保处理功能、具备环保处理功能••环保工艺的物化,大大减低了有害反应物的产生环保工艺的物化,大大减低了有害反应物的产生(如环保清洗技术、洁净扩散技术等)(如环保清洗技术、洁净扩散技术等)••废气、废液收集处理装置,对环境的污染进一步废气、废液收集处理装置,对环境的污染进一步降低降低25清洗/制绒机清洗清洗//制绒机制绒机功能:去除硅片表面油污、损伤层、金属离子,制绒、自然氧化。1、清洗液自动搅动技术,清洗/制绒效果更好2、节水节液技术,降低清洗成本3、新型非金属材料融合技术,有效杜绝了微漏,保护了电气系统,更可靠更安全4、环保清洗/制绒液,降低后续处理成本26扩散炉扩散炉扩散炉功能:向硅片内掺入五价P-离子,结深在0.3~0.5μm,电阻在20~70Ω/□间(1)大容量反应器热场及气氛场控制技术(2)闭管扩散减少源消耗技术(3)悬臂载片软着陆技术(4)洁净扩散技术27全封闭洁净扩散全封闭全封闭洁净扩散洁净
本文标题:太阳能电池片生产工艺
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