非晶/微晶硅薄膜电池优势
单色光源
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光电流/入射光子流 （％）
+ α-Si uc-Si
+
光强计标定 光强
Байду номын сангаас
-
-
A
短路电流 测量
非晶/微晶叠层结构能够吸收频率更广的太阳光谱，从而更好地利用太阳能，增 强光电转换效率
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全面的质量管理
产品关键参数 的全面监控 基于SPC的完整 的质量控制计 划 高效整合的工 艺、设备、生 产团队，快速 有效地排除产 线波动 提供高质量的 薄膜产品
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Laser Pattern Schematic 激光划刻结构
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• Process Schematic 制程变化演示
+
TCO back contact
a-Si:H/uc-Si:H PIN/PIN（KAI）
TCO front contact
2050 ~ 10 Billion People
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R. E. Smalley (1985 Nobel Laureate for discovery of C60)
IEEE 31st Photovoltaic , Specialist Conference, January 4, 2005, Orlando, Florida. Gongchuang PV Confidential
中国
金属薄膜
铜铟系(CIS,CIGS)
山东孚日股份
染料薄膜和有机薄膜(TiO2)
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硅基薄膜太阳能电池的特点
• 优势:
– – – – 材料耗费少：硅基薄膜太阳电池的硅层厚度可达1μm左右，仅为晶硅电池的0.5% 能耗低：相比晶片型电池产业链的高能耗，硅基薄膜电池产业链耗能少； 无毒，无污染 更多的发电量：同样的入射角度和环境条件下，相同额定功率硅基薄膜电池要比 晶片型电池高出15%的发电量；
稳定电性能数据的获取
初始电性能 （Initial State） 光致衰减过程 稳定电性能 （Stabilized State）
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• 模组的标签电性能为预测的光老化1000h小时后的稳定电 性能（ IEC标准规定的条件为：1000W/m2 @50C 光谱条件
至少满足AM1.5G的Class-C）
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US
硅薄膜 非晶,非晶/微晶(a-Si,a-Si/c-Si)
LG, 周星(~9.6%) 韩国 正泰(~9.0%),天威(6`7%),新奥 (8~8.5%),金太阳(~8%%),尚德(6`7%), 百世德(8~8.5%) 共创（～10%）中国
碲镉系(CdTe)
First Solar， US
JST German
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（基板尺寸）
薄膜太阳能电池世代划分
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（结构与材料）
设备：EPV, Oerlikon, AMAT,ULVAC,JUSUNG, 宏威, 铂阳 生产：天威、创益、津能、 新能、富阳光电、MBI、 联相
设备： EPV 生产：创益、津能、 强生、拓日、普乐、 泉州金太阳
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稳定数据的获取方法
• 组件的标签效率为预测的光老化1000h小时后的稳定效率
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（ IEC标准规定的条件为：1000W/m2 @50C 光谱条件至少 满足AM1.5G的Class-C） 功率为短期稳定功率，判定通过条件为 48KWh/m2剂量的 光照前后Pmax变化小于2％，其他条件同前）
P3 P2 P1
Substrate
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模组局部结构解析图
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•
模组从受光面以此向内结构为：前板玻璃（基板）Front Glass, 透明导电前电极(正极) TCO front electrode, 非晶硅薄膜 a-Si p-i-n, 微晶硅薄膜 uc-Si p-i-n, 透明导电背电极(正极) TCO front electrode, 白色封装胶膜（反光层）White Foil (back reflector), 背板玻璃 Back Glass。（注：BIPV一般需要通过Laser激光调整模组透光率，封装胶膜由白色改成透明）
• • • 采用多叠层结构，扩展吸收光谱范围； 增加对入射光的陷光能力，提升光利用率； 改善各层材料间界面性能，减少对载流子的阻碍，提高光吸收率
– 新产品、新材料、新工艺的开发，适应市场需求；
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非晶硅的光致衰减(Staebler-Wronski效应)
晶圆型
复合类
有机与 纳米类
薄膜型
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单晶硅、多晶/微晶硅、非晶硅
单晶硅
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多晶硅/微晶硅
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薄膜太阳能电池世代划分
• 按照玻璃基板尺寸(mm)划分：
– 1代线 320*400 – 2代线 370*470 – 3代线 550*650 – 4代线 680*880 – 4.5代线 730*920 – 5代线 1100*1300 (Oerlikon, JUSUNG, ……) – 5.5代线 1100*1400 (ULVAC, 宏威，……) – 6代线 1500*1850 – 7代线 1950*2250 – 8代线 2200*2500 – 8.5代线 2200*2600 (AMAT, ……) – 10代线 2880*3130 – 11代线 3000*3320
1.2 太阳能电池的应用
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不同形态的薄膜电池（柔性）
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不同形态的薄膜电池（刚性）
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1.2 薄膜太阳电池产业概况
United Solar(~8%) ,EPV(5~6%) Leybold Optics(~9.5%) German Kaneka, Sharp ( 8~10%) Japan
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产品工艺流程简介
基板玻璃上料 基板玻璃清洗 基板缺陷的光 学自动化检视 TCO透明导电 前电极沉积 （LPCVD镀 膜） 非晶硅顶电池 沉积 （PECVD镀 膜） 第一道激光划 刻
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TCO透明导电 背电极沉积 （LPCVD镀 膜）
第二道激光划 刻
微晶硅底电池 沉积 （PECVD镀 膜）
高质量清洗
第三道激光划 刻
激光清边
自动引线
边缘密封胶布 置
前后板及胶膜 铺叠
太阳模拟测试
高电压测试
接线盒安装
割边
层压封装
接线盒灌封及 盒盖安装
铭牌和标签打 印
模组下料
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非晶/微晶硅薄膜电池结构
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开发太阳能 的意义
1. 2. 3. 4. 5. 6.
7. 8. 9. 10. Humanity’s Top Ten Problems for next 50 years (人类下一个五十年最重要的十个问题) ENERGY (能源) WATER (水) FOOD (食物) ENVIRONMENT (环境) POVERTY (贫困) TERRORISM & WAR (恐怖主义和战争) DISEASE (疾病) EDUCATION(教育) DEMOCRACY (民主) POPULATION (人口) 2004 6.5 Billion People
1.1 太阳能电池的分类
• 太阳能电池按照不同的 材料和技术流派分为如 右所示类别：
单晶硅电池与模组 硅基薄膜电池与模组 多晶硅电池与模组
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太阳能电池种类
晶圆型 硅半导 体类 单晶硅 多晶硅 非晶硅 薄膜型 微晶硅 多结叠层型 砷化镓 (GaAs)
发展方向
降低制造和材料成本 简化制程，降低制程成本 和提高电池稳定性
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300
！！！需求状况（缺口）
200
非化石能源
100
煤
石油
天然气
焦油与页岩
0
John F. Bookout (President of Shell USA) ,“Two Centuries of Fossil Fuel Energy” International Geological Congress, Washington DC; July 10,1985. Gongchuang PV Confidential
设备： EPV , 铂阳 生产：泉州金太阳、 Unit-solar、汉能
设备：EPV, Oerlikon, AMAT,ULVAC,JUSUN G, 宏威, 生产： Kanaka、 Sharp、正泰、天威、 百世德、新奥、共创
R&D 生产成本高，处于研发 阶段
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化合物 半导体 类
磷化铟 (InP) 铜铟硒/铜铟镓 降低材料使用成本，改善 硒 制程技术 (CIS/CIGS) 薄膜型 碲化镉 (CdTe) 硫化镉 (CdS) 薄膜-晶圆型 a-Si+c-Si 薄膜-薄膜型 a-Si+CIS 降低制程和材料使用成本 a-SiGe 染料敏化 提高效率、热稳定性和抗 (DSSC) 有机导电高分 紫外能力 子