四川暖通空调知识：太阳能发电生产过程

　　生产过程大致可分为五个步骤：a、提纯过程 b、拉棒过程 c、切片过程 d、制电池过程 e、封装过程。

　　以单晶硅为例，其生产过程可分为：工序一，硅片清洗制绒目的——表面处理：

　　清除表面油污和金属杂质；

　　去除硅片表面的切割损坏层；

　　在硅片表面制作绒面，形成减反射织构，降低表面反射率；利用Si在稀NaOH溶液中的各向异性腐蚀，在硅片表面形成3-6 微米的金字塔结构，这样光照在硅片表面便会经过多次反射和折射，增加了对光的吸收；

　　工序二，扩散硅片的单/双面液态源磷扩散，制作N型发射极区，以形成光电转换的基本结构：PN结。

　　POCl3 液态分子在N2 载气的携带下进入炉管，在高温下经过一系列化学反应磷原子被置换，并扩散进入硅片表面，激活形成N型掺杂，与P型衬底形成PN结。主要的化学反应式如下：POCl3 + O2 → P2O5 + Cl2 P2O5 + Si → SiO2 + P工序三，等离子刻边去除扩散后硅片周边形成的短路环；工序四，去除磷硅玻璃去除硅片表面氧化层及扩散时形成的磷硅玻璃（磷硅玻璃是指掺有P2O5的SiO2层）。

　　工序五，PECVD目的——减反射+钝化：

　　PECVD即等离子体增强化学气相淀积设备，Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition；

　　制作减少硅片表面反射的SiN 薄膜（～80nm）；

　　SiN 薄膜中含有大量的氢离子，氢离子注入到硅片中，达到表面钝化和体钝化的目的，有效降低了载流子的复合，提高了电池的短路电流和开路电压。

　　工艺原理：

　　硅烷与氨气反应生成SiN 淀积在硅片表面形成减反射膜。

　　利用高频电源辉光放电产生等离子体对化学气相沉积过程施加影响的技术。由于等离子体存在，促进气体分子的分解、化合、激发和电离，促进反应活性基团的生成，从而降低沉积温度。PECVD在200℃～500℃范围内成膜，远小于其它CVD在700℃～950℃范围内成膜。

　　反应过程中有大量的氢离子注入到硅片中，使硅片中悬挂键饱和、缺陷失去活性，达到表面钝化和体钝化的目的。

　　工序六，丝网印刷用丝网印刷的方法，完成背场、背电极、正栅线电极的制作，已引出产生的光生电流；

　　工艺原理：

　　给硅片表面印刷一定图形的银浆或铝浆，通过烧结后形成欧姆接触，使电流有效输出；

　　正面电极用Ag金属浆料，通常印成栅线状，在实现良好接触的同时使光线有较高的透过率；

　　背面通常用Al金属浆料印满整个背面，一是为了克服由于电池串联而引起的电阻，二是减少背面的复合；

　　工序七，烘干和烧结目的及工作原理：

　　烘干金属浆料，并将其中的添加料挥发（前3个区）；

　　在背面形成铝硅合金和银铝合金，以制作良好的背接触（中间3个区）；

　　铝硅合金过程实际上是一个对硅进行P掺杂的过程，需加热到铝硅共熔点（577℃）以上。经过合金化后，随着温度的下降，液相中的硅将重新凝固出来，形成含有少量铝的结晶层，它补偿了N层中的施主杂质，从而得到以铝为受主杂质的P层，达到了消除背结的目的。

　　在正面形成银硅合金，以良好的接触和遮光率；

　　Ag浆料中的玻璃添加料在高温（~700度）下烧穿SiN膜，使得Ag金属接触硅片表面，在银硅共熔点（760度）以上进行合金化。

　　聚光太阳能发电（Concentrating Solar Power）简称CSP，准确地说应该是“聚光太阳能热发电”。

　　聚光太阳能发电的先行者是美国的吉尔伯特·科恩，在美国内华达州建造极具规模的聚光太阳能发电站，已经成功地为拉斯维加斯供应22兆瓦的电力能源。

　　聚光太阳能发电继风能、光电池之后，已经开始崭露头角，有望成为解决能源匮乏、应对气候变暖的有效技术手段。

　　基本原理：聚光太阳能发电使用抛物镜将光线聚集到充有合成油的吸热管上，再将加热到约400摄氏度的合成油输送到热交换器里，将热量通过此加热循环水，将水加热，产生水蒸气，推动涡轮转动使发电机运转，以此来发电。

　　聚光太阳能发电与太阳能电池不同，太阳能电池使用太阳电池板将太阳能直接变成电能，可以在阴天操作，CSP一般只能够在阳光充足、天气晴朗的地方进行。

　　不过，即使在没有太阳的夜晚，采用熔融盐储存热量的方法，也可以解决全天候的供电问题。

　　国际能源署（IEA）下属的SolarPACES、欧洲太阳能热能发电协会（ESTELA）和绿色和平组织的预测则较为温和，认为CSP到2030年在全球能源供应份额中将占3%-3.6%，到2050年占8%-11.8%，这意味着到2050年CSP装机容量将达到830GW，每年新增41GW.在未来5-10年内累计年增长率将达到17%-27%.

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