关于光伏的实习报告

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光伏认识实习报告

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太阳是能量的天然来源。地球上每一个活着的生物之所以具有发挥作用的能力,甚至于是它的生存，都是由于直接或间接来自于太阳的能量。我们的地球处在离太阳差不多有一亿英里的地方。它所截取的辐射能少到难以置信（大约千万分之三），这么小的一点能量，实际上比整个世界目前现有的发电能力还大十万倍。目前全世界尤其是工业发达国家开始感到能量短缺，因此，人们开始求助于太阳能，以解决能源危机。

光伏产业链包括硅料、硅片、电池片、电池组件、应用系统5个环节。上游为硅料、硅片环节；中游为电池片、电池组件环节；下游为应用系统环节。从全球范围来看，产业链5个环节所涉及企业数量依次大幅增加，光伏市场产业链呈金字塔形结构。

在整个产业链中，硅料尤其是高纯度的硅料毛利率最高。由于近年来光伏产业的快速发展，硅料出现供不应求的状况，硅料的价格更是节节攀升。2015年初从以工业硅为原料提纯后所得的多晶硅价格已经上涨至约300美元/公斤，部分高纯度多晶硅甚至达到500美元/公斤。其次是硅片生产的利润率较高，而组件生产和工程安装利润率最低，约为10%左右。

目前，大部分光伏企业的产品集中在硅片、电池片和电池组件，以及应用系统方面。硅料的利润增长点主要是来自高纯度的多晶硅，而纯度较低的工业硅（纯度为98%～99%）则价格极为低廉。工业硅料的生产主要在发展中国家进行，是产业链中高能耗、高污染的一环。工业硅料经提纯后得到高纯度的硅料（纯度在99.9999%以上）则价格高昂。高纯度硅料的供应商主要来自美国、德国和日本的公司。随着光伏产业的发展，这些公司有扩大高纯度硅料产能的趋势，如美国HSC公司（Hemlock Semiconductor Corporation）的多晶硅产能将从目前的1万吨增加到2015年的1.45万吨，预计2015年扩产至1.9万吨；另一家公司MEMC公司（MEMC Electronic Materials Inc.）的产能也将由4900吨提高至2015年的8000吨。

工业制作硅电池所用的单晶硅材料，一般采用坩锅直拉法制的太阳级单晶硅棒，原始的形状为圆柱形，然后切割成方形硅片（或多晶方形硅片），硅片的边长一般为10~15cm，厚度约200~350um，电阻率约1Ω.cm的p型（掺硼）。硅片在切割过程会产生大量的表面缺陷，这就会产生两个问题，首先表面的质量较差，另外这些表面缺陷会在电池制造过程中导致碎片增多。因此要将切割损伤层去除，一般采用碱或酸腐蚀，腐蚀的厚度约10um。

制绒，就是把相对光滑的原材料硅片的表面通过酸或碱腐蚀，使其凸凹不平，变得粗糙，形成漫反射，减少直射到硅片表面的太阳能的损失。对于单晶硅来说一般采用NaOH加醇的方法腐蚀，利用单晶硅的各向异性腐蚀，在表面形成无数的金字塔结构，碱液的温度约80度，浓度约1~2%，腐蚀时间约15分钟。对于多晶来说，一般采用酸法腐蚀。扩散的目的在于形成PN结。普遍采用磷做n温度，因此在扩散前硅片表面的洁净非常重要，要求硅片在制绒后要进行清洗，即用酸来中和硅片表面的碱残留和金属杂质。

扩散过程中，在硅片的周边表面也形成了扩散层。周边扩散层使电池的上下电极形成短路环，必须将它除去。周边上存在任何微小的局部短路都会使电池并联电阻下降，以至成为废品。目前，工业化生产用等离子干法腐蚀，在辉光放电条件下通过氟和氧交替对硅作用，去除含有扩散层的周边。

扩散后清洗的目的是去除扩散过程中形成的磷硅玻璃。

沉积减反射层的目的在于减少表面反射，增加折射率。广泛使用PECVD淀积SiN ,由于PECVD淀积SiN时,不光是生长SiN作为减反射膜,同时生成了大量的原子氢,这些氢原子能对多晶硅片具有表面钝化和体钝化的双重作用,可用于大批量生产。

电极的制备是太阳电池制备过程中一个至关重要的步骤，它不仅决定了发射区的结构，而且也决定了电池的串联电阻和电池表面被金属覆盖的面积。，最早采用真空蒸镀或化学电镀技术，而现在普遍采用丝网印刷法，即通过特殊的印刷机和模版将银浆铝浆（银铝浆）印刷在太阳电池的正背面，以形成正负电极引线。晶体硅太阳电池要通过三次印刷金属浆料，传统工艺要用二次烧结才能形成良好的带有金属电极欧姆接触，共烧工艺只需一次烧结，同时形成上下电极的欧姆接触。在太阳电池丝网印刷电极制作中，通常采用链式烧结炉进行快速烧结。完成的电池片经过测试分档进行归类。

随着《可再生能源法》的颁布及实施，可再生能源发电上网电价的基本原则已变得透明。

光伏发电所减少，但并没有发生实质性改变。据此，有业内人士说这仍是一个误会，如果用环保和可持续发展的标准来计算和衡量，与火电相比，光伏发电其实并算不上昂贵。况且随着国家鼓励发展绿色能源产业政策的扶持，随着技术的进步，光伏发电的成本将进一步降低。在“关于制定阶梯电价和促进我国光伏发电发展的议案”建议稿中，我国太阳能方面的几位专家一致认为：“从资源的数量、分布的普遍性、技术的可靠性来看，光伏发电比其他可再生能源更具有优越性，目前成本较高的障碍正在随着技术进步和大规模生产而减小，光伏发电将成为未来电力的重要构成是勿庸质疑的。”

中国的太阳能光伏发电产业需要提速，中国的光伏发电企业需要崛起。自2002年开始，产业的壮大及光伏发电企业规模的扩大给相关设备企业也提供了难得的市场机遇。目前，我国光伏装备产业已具有一定的规模和水平，在国内用户中已建立起良好的信誉。通过和一流电池企业合作并融合了先进的工艺技术，国产的太阳能电池关键设备相继在国内大生产线上得到应用且逐渐成为主流选择，使我国基本具备了晶体硅太阳能电池制造设备的整线供给能力。受此拉动，我国电子专用设备行业也呈现出多年未有的蓬勃发展景象。在引领国产电池制造设备技术及市场的同时，硅材料加工设备如多晶硅铸锭炉、单晶炉、坩埚烘烤炉等也受到了市场的积极追捧。

对于光伏行业来说，最终促使它代替传统能源的因素一定是在价格上具备了竞争优势，而要实现这一点，从目前看只能通过两种途径。一是通过国家补贴，这种途径是国家从可持续发展的长远角度出发，通过强制性政策对产业进行扶植，德国和西班牙就是最好的例子。但在世界上大部分国家，传统的能源及资源消耗型产业在国民经济中仍占大量比重，对经济的推动作用也不可忽视，如果要通过降低经济的发展速度来限制这些行业从而推动新能源的发展显然是不切实际的，这也是为什么新能源行业在发达国家发展的最迅速的原因。还有一种途径就是技术进步所带来的成本下降。多晶硅价格的高企就迫使各生产商绞尽脑汁来提高原材料的利用率，如不断提高的硅片切割技术，使硅片的厚度不断降低，并有效控制了切割过程中的原料磨损；同时通过降低硅料废品率及废旧品的回收利综上所述，新材料和新技术的进步是未来光伏产业最主要的发展动力，对各大光伏生产厂商而言，都意味着机遇与风险并存。具有稳定原材料供给，适用于大规模生产是新技术的必要条件。其次转换率的不断提高则意味着新型太阳能电池相对于传统能源将具有更强的竞争力。多晶硅价格的暴涨使光伏组件的价格出现了回升的势头，但随着多晶硅供应瓶颈的解决及化合物薄膜电池技术的不断发展，光伏发电成本不断降低是必然的趋势，多晶硅价格的变动也许只是成本降低这个大旋律中一个并不那么和谐的小插曲。

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