电池片测试分选工艺PPT精选32页PPT
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太阳能电池工艺流程与组件测试课件.
Microworld
1.1太阳能电池组件概论
•
太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电 子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p 区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。 这就是光电效应太阳能电池的工作原理。 • 太阳能发电方式太阳能发电有两种方式，一 种是光—热—电转换方式，另一种是光—电直接 转换方式。 • （1） 光—热—电转换方式。 • （2） 光—电直接转换方式该方式是利用光电效 应（光生伏特效应），将太阳辐射能直接转换成 电能，光—电转换的基本装置就是太阳能电池。
1.3太阳能电池组件产品介绍
2.双面玻璃太阳电池组件 与普通组件结构相比，双面玻璃组件利用玻璃代替 TPE(或TPT)作为组件背板材料。 由于这种组件有美观、透 光的优点，在光伏建筑上应用 非常广泛，如：太阳能智能窗， 太阳能凉亭和光伏建筑顶棚、 光伏玻璃幕墙等。与建筑结合 是太阳能光电发展的一大趋势。 因此，预计双面玻璃组件商业 双面玻璃太阳电池组件结构 市场会进一步扩大。
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2.2 正面焊接
• 2、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，我们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 极相连。
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1.2 太阳能电池组件的分类
1. 晶体硅太阳能电池组件 晶体硅 太阳能电池 单晶硅太阳能电池 多晶硅太阳能电池
由于大面积(如面积200×200mm2，Φ200mm，厚度 δ=0.2～0.3mm)的硅片比较脆，而单体电池的输出电压又 仅在0.45～0.60V之间，因而需要首先将若干个单体电池进 行串(并)联以获得必要的输出电压、电流(功率)，然后再根 据实际用途的需要进行封装。 组件的封装结构、封装材料和封装工艺与组件的工作 寿命、可靠性和成本，有着密切的关系，但有时会被忽视。
电池片的加工工艺.PPT课件
膜切割成相应的规格并整理好，放到不同的料 架上待用。 4、铝合金外框
根据所生产电池组件规格的不同，依据设 计图纸中所表示的尺寸加工相应的铝框待用。
二、单片焊接
做好准备工作后，首先进行单片焊接工艺，工 艺具体如下： 1、来料检查
对上道来料进行检查，并根据组件设计单片焊 接所需涂锡带的长度要求将涂锡带裁剪成规定尺寸 待用。将电池片一次取出，放入工作台上，准备焊 接。
2、装框 将组件放到打框机上，并且把组件放到铝合
金边框内，开启启动装置把铝合金边框压紧并在 组件与铝合金边缘四周上密封硅胶。 3、装接线盒
按图纸要求准备接线盒，并将接线盒放置在 正负电极引出线上，将引出的正负电极放置在接 线盒的电极上，用电烙铁焊接好。
七、成品终测 装框与装接线盒结束后，应对相应的电池组
对于由不同晶粒构成的铸造多晶硅片，由于硅片表 面具有不同的晶向，择优腐蚀的碱性溶液显然不再适用。 研究人员提出利用非择优腐蚀的酸性腐蚀剂，在铸造多 晶硅表面制造类似的绒面结构，增加对光的吸收。到目 前为止，人们研究最多的是HF和HNO3的混合液。其中 HNO3 作为氧化剂，它与硅反应，在硅的表面产生致密 的不溶于硝酸的SiO2层，使得HNO3 和硅隔离，反应停 止；但是二氧化硅可以和HF反应，生成可溶解于水的络 合物六氟硅酸，导致SiO2层的破坏，从而硝酸对硅的腐 蚀再次进行，最终使得硅表面不断被腐蚀。
的硅片表面具有更好的减反射效果，能够更好地 吸收和利用太阳光线。当一束光线照射在平整的 抛光硅片上时，约有30%的太阳光会被反射掉； 如果光线照射在金字塔形的绒面结构上，反射的 光线会进一步照射在相邻的绒面结构上，减少了 太阳光的反射；同时，光线斜射入晶体硅，从而 增加太阳光在硅片内部的有效运动长度，增加光 线吸收的机会。如图所示，为单晶硅制绒后的 SEM图，高10μm的峰时方形底面金字塔的顶。
根据所生产电池组件规格的不同，依据设 计图纸中所表示的尺寸加工相应的铝框待用。
二、单片焊接
做好准备工作后，首先进行单片焊接工艺，工 艺具体如下： 1、来料检查
对上道来料进行检查，并根据组件设计单片焊 接所需涂锡带的长度要求将涂锡带裁剪成规定尺寸 待用。将电池片一次取出，放入工作台上，准备焊 接。
2、装框 将组件放到打框机上，并且把组件放到铝合
金边框内，开启启动装置把铝合金边框压紧并在 组件与铝合金边缘四周上密封硅胶。 3、装接线盒
按图纸要求准备接线盒，并将接线盒放置在 正负电极引出线上，将引出的正负电极放置在接 线盒的电极上，用电烙铁焊接好。
七、成品终测 装框与装接线盒结束后，应对相应的电池组
对于由不同晶粒构成的铸造多晶硅片，由于硅片表 面具有不同的晶向，择优腐蚀的碱性溶液显然不再适用。 研究人员提出利用非择优腐蚀的酸性腐蚀剂，在铸造多 晶硅表面制造类似的绒面结构，增加对光的吸收。到目 前为止，人们研究最多的是HF和HNO3的混合液。其中 HNO3 作为氧化剂，它与硅反应，在硅的表面产生致密 的不溶于硝酸的SiO2层，使得HNO3 和硅隔离，反应停 止；但是二氧化硅可以和HF反应，生成可溶解于水的络 合物六氟硅酸，导致SiO2层的破坏，从而硝酸对硅的腐 蚀再次进行，最终使得硅表面不断被腐蚀。
的硅片表面具有更好的减反射效果，能够更好地 吸收和利用太阳光线。当一束光线照射在平整的 抛光硅片上时，约有30%的太阳光会被反射掉； 如果光线照射在金字塔形的绒面结构上，反射的 光线会进一步照射在相邻的绒面结构上，减少了 太阳光的反射；同时，光线斜射入晶体硅，从而 增加太阳光在硅片内部的有效运动长度，增加光 线吸收的机会。如图所示，为单晶硅制绒后的 SEM图，高10μm的峰时方形底面金字塔的顶。
电池片的加工工艺教学课件
电性能检测
总结词
电性能检测是评估电池片性能的重要手段， 主要测试电池片的电导率、内阻、填充因子 等参数。
详细描述
电性能检测通过专用的测试设备对电池片的 电性能参数进行测量和分析。电导率反映了 电池片的导电能力，内阻决定了电池片的能 量转换效率，填充因子则综合反映了电池片 的性能水平。电性能检测对于确保电池片的 质量和性能具有重要意义。
配料与涂布
配料
将所需成分按照配方比例混合，搅拌 均匀。
涂布
将配好的浆料均匀涂布在硅片上，控 制涂布厚度和均匀性。
激光切割
激光划片
使用激光技术将涂布好的硅片划成小片电池片。
激光刻蚀
对电池片表面进行刻蚀处理，去除不良部分。
印刷与烘干
丝网印刷
在电池片表面印刷电极图案，确保电极位置准确无误。
烘干
将印刷好的电池片进行烘干处理，使墨水固化。
可靠性检测
要点一
总结词
可靠性检测是评估电池片在长期使用过程中的稳定性和可 靠性的重要手段。
要点二
详细描述
可靠性检测通常采用加速老化或寿命测试等方法，模拟电 池片在实际使用过程中可能遇到的各种环境因素，如温度 、湿度、紫外线等，以加速电池片的性能衰减。通过可靠 性检测，可以评估电池片的寿命和可靠性，从而为实际应 用提供可靠的技术支持。
电池片种类
单晶硅电池片
由单晶硅棒切割而成，具有较高的光电转换效率 ，但制造成本较高。
多晶硅电池片
由多晶硅锭切割而成，光电转换效率略低于单晶 硅电池片，但制造成本较低。
薄膜太阳能电池
利用薄膜技术将太阳能转化为电能，具有轻便、 可弯曲等特点，但光电转换效率相对较低。
电池片的应用
光伏电站
太阳能电池工艺培训资料(PPT 45页)
Si F 2H H F[S]iF
4
2
6
总反应式为：
S i6 O H H [F S ] 2 iO F H 32
2
2
6
2
SiNx:H减反射膜
SiNx:H简介
物理性质和化学性质：
结构致密，硬度大 能抵御碱金属离子的侵蚀 介电强度高 耐湿性好 耐一般的酸碱，除HF和热H3PO4
22
等离子体刻蚀
等离子体刻蚀模型
n+ Si
PSG
Before edge isolation
After edge isolation
24
等离子体刻蚀原理
等离子体刻蚀是采用高频辉光放电反应，使 反应气体激活成活性粒子，如原子或游离基， 这些活性粒子扩散到需刻蚀的部位，在那里 与被刻蚀材料进行反应，形成挥发性生成物 而被去除。它的优势在于快速的刻蚀速率同 时可获得良好的物理形貌 。（这是各向同性 反应）
这种腐蚀方法也叫做干法腐蚀。
25
等离子体刻蚀反应
首先，母体分子CF4在高能量的电子的碰撞 作用下分解成多种中性基团或离子。
C F e C,F C,F CF FC ,,以它 及们的
4
3
2
其次，这些活性粒子由于扩散或者在电场作 用下到达SiO2表面，并在表面上发生化学反 应。
生产过程中，CF4中掺入O2，这样有利于提 高Si和SiO2的刻蚀速率。
方块电阻也是标志进入半导体中的杂质 总量的一个重要参数。
21
方块电阻的定义
考虑一块长为l、宽 为a、厚为t的薄层
如右图。如果该薄 层材料的电阻率为ρ，
则该整个薄层的电 阻为
R l ()(l)
太阳电池的测试与分选
用标准电池其他的性能特点
太阳电池的光谱响应 太阳电池的光谱响应是指光电流与入射光波长的关系， 只有 光子能量大于硅的禁带宽度的才会对光生电流有贡献。 太阳电池的温度效应 光生电流JL也随温度的升高有所增加。而VOC随温度的升高 急剧下降。填充因子下降，所以转换效率随温度的增加而 降低。 太阳电池的辐照效应 高能粒子的辐照使晶格产生缺陷，这些缺陷将起复合中心的 作用，从而降低少子寿命，最终使太阳电池性能下降。
太阳电池的测试与分选
经过前面的加工工艺之后太阳电池已经 做出来了。但由于硅片存在个体和批次 的差异，所以有必要对每个电池进行测 试并按转换效率或输出功率分档，以便 销售或后续的生产。
标准测试条件
模拟光源强度： 100mw/cm2 模拟光谱： AM1.5（大气质量） 测试温度： 25℃ 测试标准： IEC904-1 光伏器件 第 1部分:光伏电流―电压特性 的测量
结 束 语
一个太阳电池的转换效率是其输出功率与输入功率之比。 为获取高效率，希望有大的短路电流，高的开路电压和大 的填充因子。如果太阳电池用禁带宽度小的材料做成，则 短路电流较大；若用禁带宽度大的材料做成，则具有较高 的开路电压。好的制造工艺及好的电池设计因载流子复合 最小，也能使短路电流提高。填充因子是电流电压曲线拐 点处陡度的量度，串联电阻可使它变小。通常开路电压较 高时，填充因子也较大。转换效率随光强增大而增大，随 温度降低也增大。
最大功率=模拟光强×电池面积×转换效率 =短路电流×开路电压×填充因子 效率=输出功率÷输入功率 =工作点电流和电压的乘积÷模拟光强和电池 面积的乘积
关于串联电阻
特性曲线也同时反映出串联电阻和并联电阻的大小。曲线 在短路电流附近的斜率代表了并联电阻的大小，在开路电 压附近的斜率代表了串连电阻的大小。 通常情况下，串联电阻主要来自薄扩散层。P-N结收集的 电流必须经过表面薄层再流入最靠近的金属导线，这就是 一条存在电阻的路线，显然通过金属线的密布可以使串联 电阻减小。
太阳电池的光谱响应 太阳电池的光谱响应是指光电流与入射光波长的关系， 只有 光子能量大于硅的禁带宽度的才会对光生电流有贡献。 太阳电池的温度效应 光生电流JL也随温度的升高有所增加。而VOC随温度的升高 急剧下降。填充因子下降，所以转换效率随温度的增加而 降低。 太阳电池的辐照效应 高能粒子的辐照使晶格产生缺陷，这些缺陷将起复合中心的 作用，从而降低少子寿命，最终使太阳电池性能下降。
太阳电池的测试与分选
经过前面的加工工艺之后太阳电池已经 做出来了。但由于硅片存在个体和批次 的差异，所以有必要对每个电池进行测 试并按转换效率或输出功率分档，以便 销售或后续的生产。
标准测试条件
模拟光源强度： 100mw/cm2 模拟光谱： AM1.5（大气质量） 测试温度： 25℃ 测试标准： IEC904-1 光伏器件 第 1部分:光伏电流―电压特性 的测量
结 束 语
一个太阳电池的转换效率是其输出功率与输入功率之比。 为获取高效率，希望有大的短路电流，高的开路电压和大 的填充因子。如果太阳电池用禁带宽度小的材料做成，则 短路电流较大；若用禁带宽度大的材料做成，则具有较高 的开路电压。好的制造工艺及好的电池设计因载流子复合 最小，也能使短路电流提高。填充因子是电流电压曲线拐 点处陡度的量度，串联电阻可使它变小。通常开路电压较 高时，填充因子也较大。转换效率随光强增大而增大，随 温度降低也增大。
最大功率=模拟光强×电池面积×转换效率 =短路电流×开路电压×填充因子 效率=输出功率÷输入功率 =工作点电流和电压的乘积÷模拟光强和电池 面积的乘积
关于串联电阻
特性曲线也同时反映出串联电阻和并联电阻的大小。曲线 在短路电流附近的斜率代表了并联电阻的大小，在开路电 压附近的斜率代表了串连电阻的大小。 通常情况下，串联电阻主要来自薄扩散层。P-N结收集的 电流必须经过表面薄层再流入最靠近的金属导线，这就是 一条存在电阻的路线，显然通过金属线的密布可以使串联 电阻减小。
太阳能电池的测试 ppt课件
太阳能电池的测试
3.测量仪器与装置
（1）标准太阳电池 标准太阳电池用于校准测试光源的辐照度。
对AM1.5工作标准太阳电池作定标测试时，用AM1.5二级标准太阳电池 校准辐射度。
在非定标测试中，一般用AM1.5工作标准校准辐照度，要求高时用 AM1.5二级标准太阳电池。
（2）电压表 电压表的精度应不低于0.5级。内阻不低于20kΩ/V。
太阳能电池的测试
二、太阳辐射的基本特性 1.辐照度
通常称为“光强”，即入射到单位面积上的光功率，单位 是W/m2或mW/cm2。
对空间应用，规定的标准辐照度为1367W/m2，对地面应 用，规定的标准辐照度为1000 W/m2。实际上地面阳光和很 多复杂因素有关，这一数值仅在特定的时间及理想的气候和 地理条件下才能获得。地面上比较常见的辐射照度是在 600~900 W/m2范围内，除了辐照度数值范围以外，太阳辐射 的特点之一是其均匀性，这种均匀性保证了同一太阳电池方 阵上各点的辐照度相同。
太阳能电池的测试
光伏发电技术基础
太阳能电池的测试
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
esim ()eAM 1.5()B()1
eAM 1.5
即:
B() esim() eAM1.5()
两种特殊情况下光谱失配误差消失：一种是太阳模拟 器光谱和标准太阳光谱完全一致；另一种是被测太阳电池 的光谱响应和标准太阳电池的光谱响应完全一致。这两种 情况都难以严格实现，后一种更难实现，因为待测电池是 多种多样的。
3.测量仪器与装置
（1）标准太阳电池 标准太阳电池用于校准测试光源的辐照度。
对AM1.5工作标准太阳电池作定标测试时，用AM1.5二级标准太阳电池 校准辐射度。
在非定标测试中，一般用AM1.5工作标准校准辐照度，要求高时用 AM1.5二级标准太阳电池。
（2）电压表 电压表的精度应不低于0.5级。内阻不低于20kΩ/V。
太阳能电池的测试
二、太阳辐射的基本特性 1.辐照度
通常称为“光强”，即入射到单位面积上的光功率，单位 是W/m2或mW/cm2。
对空间应用，规定的标准辐照度为1367W/m2，对地面应 用，规定的标准辐照度为1000 W/m2。实际上地面阳光和很 多复杂因素有关，这一数值仅在特定的时间及理想的气候和 地理条件下才能获得。地面上比较常见的辐射照度是在 600~900 W/m2范围内，除了辐照度数值范围以外，太阳辐射 的特点之一是其均匀性，这种均匀性保证了同一太阳电池方 阵上各点的辐照度相同。
太阳能电池的测试
光伏发电技术基础
太阳能电池的测试
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
esim ()eAM 1.5()B()1
eAM 1.5
即:
B() esim() eAM1.5()
两种特殊情况下光谱失配误差消失：一种是太阳模拟 器光谱和标准太阳光谱完全一致；另一种是被测太阳电池 的光谱响应和标准太阳电池的光谱响应完全一致。这两种 情况都难以严格实现，后一种更难实现，因为待测电池是 多种多样的。
4.太阳能电池测试分选工序介绍
太阳能电池测试分选工序介绍对于制作太阳能电池而言，印刷烧结后的电池片已经算是完成了电池片的制作过程，但是怎么去分辨太阳能电池的好坏，这就要用到我们的测试以及分选工序。
测试工序是按照效率等电参数的标准对太阳能电池片进行选择，只有符合要求的电池片才能够用力进行组件的制作。
分选是按照太阳能电池片的外观标准对太阳能电池片进行选择，只有符合客户要求才是合格的电池片。
下面我们针对我们使用的Berger测试机对这两个工序进行一下介绍：一、太阳能电池片的测试1.测试机的构成一般情况下，测试机由三个部分构成：上片单元、测试系统单元、分档单元，分别如下图所示。
图1：测试机构成在测试机中，测试系统单元是测试机的核心部位，针对测试系统单元我们进行一下重点的介绍：图2：测试系统单元构成图3：测试机探针图2. Berger 测试系统的原理：测试系统的原理是通过模拟1.5AM 1000W/cm 2太阳光脉冲照射PV 电池表面产生光市电电脑模拟负载待测试太阳能电池标准太阳能电池 PSS光源电流，光电流流过可编程式模拟负载，在负载两端产生电压，负载装置将采样到的电流、电压、标准片检测到的光强以及感温装置检测到的环境温度值，通过RS232 接口传送给监控软件进行计算和修正，得到PV电池的各种指标和曲线、然后根据结果进行分类和结果输出。
测试的原理图如:图4所示：其中PV为待测电池片，V为电压测量装置，I为电流测量装置，RL为可编程式模拟负载，它的值可在0.003-400Ω之间变化。
图4：Beger测试系统测试原理图3.太阳能电池标准测试前提介绍在太阳能电池的标准测试中，有三个前提因素，即标准太阳光谱为AM1.5，温度为25℃,光强为1000W/M2。
当测试数据不是在这个范围时，所测得的数据都是不准确的。
下面我们针对这几个前提得到含义以及影响分别介绍一下：所谓光谱为AM1.5，即指的是1.5个大气质量。
大气质量被定义为光穿过大气的路径长度，长度最短时的路径（即当太阳处在头顶正上方时）规定为“一个标准大气质量”。