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主题:【原创】 真正光伏业内人说光伏 (1) -- phjhuan

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家园 【原创】光伏 (9) ——正面电极,银浆

应thait网友要求,写下正面电极。

更详细情况可见: http://www.chinasolarpv.com/article/html/article_184.html

一般P型太阳电池是通过正面电极和背电极输出电能的, 正面电极一般是用银浆印刷而成的。

如下图,可见很多根细白线(细栅,finger)和两根粗白线(busbar,主栅),这是用丝网印刷上银浆后再烧结而成的。

电池做好后,在busbar上面焊上条金属带,把一片片电池给串联起来。

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丝网印刷说白了就是一张很多小孔的网(不由联想到了丝袜...),有些地方的孔被盖上,有些地方空着;铺在半成品电池上面刮浆料,孔没给盖上的地方就漏下银浆了,于是就形成了图案。

不要小看这个印刷机,如前文,全自动的机器还没国产化。

国内用的最多的是Baccini,意大利的厂,被应用材料给收购了。

显然,这些栅线不能太粗,粗了把光都给挡住了,硅吸不到光。但细了后电阻肯定就大了(可以认为这个和干电池的内阻相当),所以要求这个银浆必须烧结后本身电阻低。银本身电阻率很低,但是银浆里头的银含量不多,必须有其他添加物在,所以银浆烧结后电阻率比纯银高了不少。

这是第一个难点。

第二个难点是接触电阻小。银浆是烧结在硅上,必须让他们是欧姆(Ohm)接触,这样才能接触电阻小。直接让纯银和硅接触会产生肖特基(Schottky)势垒,接触电阻大(这个自己wiki或百度百科或看半导体物理—金属半导体接触去)。所以银浆里头必须带些磷一类的辅助物质,以减小银和硅的接触电阻。

但问题是,银高温下在硅里头扩散比其他辅助物质快的多。而银如果真扩散到硅里头了,是很要命的(少数载流子杀手)。所以必须控制烧结温度与时间,这种情况下辅助物质发挥的作用就大打折扣了。

第三,银浆必须有合适的粘度。太干,像面团一样这种极端情况,没法通过丝网的小孔,都堵上了。太稀了,一滩水,印到电池片上就会铺展开,这样就遮住光了。

现在电池工艺,都是硅片上上面渡上层氮化硅膜后再印刷电极的,这样就要求银浆烧结时必须烧穿这层氮化硅,这靠浆料里头的铅玻璃可以实现。但也不能穿的太过分,连硅表面的PN结都给穿了。

所以,第四,浆料必须有合适的穿透性。

——正面银浆里头含铅很多的,故一般电池绝对不可能通过ROHS。国内厂房通风系统又常不好,所以印刷烧结工段铅污染肯定重。

现在用的比较多的正面银浆有杜邦,heraeus,FERRO。

国内做其他用途的电子浆料的厂很多,但这个还是没突破。国内一些从没做过电子浆料的厂也看中了这个市场,试图做,他们可能是低估了这个的难度。

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前面都是说的一般的电池,下面说说不一般的电池。

【Saturn】土星

BP的商品名,就是激光刻槽埋栅(LGBC)。UNSW的技术,然后卖给了BP。激光在硅上面开个槽,电极就用电镀在槽里(省略若干步骤)。

这个技术太繁琐,成本太高,独此一家。

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【PLUTO】冥王星

这个名字不知道到底是缩写(某君言),还是参照土星取的,以显示更高一筹,是天外科技。

尚德的,考虑到施正荣的渊源,技术应该和UNSW有关。这个尚德吹的很厉害,但是具体情况又不说。怀疑性能并没有吹的那么牛,所以才遮遮掩掩。

不管性能怎么样,反正宣传的效果达到了。

从其他侧面的信息来看,个人猜测也是激光加电镀,不过制造成本应该比较低。

【A-300】

SunPower的背接触电池,真正的高技术,用昂贵的半导体工艺来做电池。就是正面没电极了,都在背面,这样就没有了栅线正面遮光的问题了。

技术前身是来自斯坦福吧,本来是用光刻的,效率是商业电池中最高的。后来换了低成本的工艺,但价格还是很高。

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看,表面全黑。我见过封装好的组件,看起来比一般电池确实颜色深些。

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刚才在找图片的时候,看到了这个 外链出处

创新点

尚德的冥王星技术成功打破了行业的天花板。新产品将单晶硅转化效率提高到了18.8%,多晶硅17.2%。冥王星电池组件比传统技术能够多输出约12%的电量。

创新价值

冥王星多晶硅的转化率已经达到了世界第一,单晶硅转化率排名世界第二。在上海世博会光伏供应商的招标中,尚德因为突出的性价比优势而最终胜出。

冥王星的竞争力将帮助尚德进一步巩固全球排名前三的市场地位,在尚德的带头示范作用下,目前2008年大陆光伏电池产量占全球总量30%,尚德占其中的30%,中国光伏产业连续两年成为世界第一。

……我真是服了这些嘴巴,是怎么算的第一第二第三啊,前面的三洋,三菱,sunpower到哪里去了?

家园 【求助】楼主你好

江西新余高专开设了光伏专业,说是可以直接去江西赛维LDK就业,我想问一下进去以后是做什么的?工作辛苦吗?

家园 请教一下业内人士的看法

呵呵不好意思有两个问题:

一个是关于太阳能电池第一二三代的划分,我在网上查了一下,似乎认识还不统一,关键是第二代似乎没有明确的特征,第三代似乎又把所有新东西都包括进去了。

另外想请教一下您对于非硅基太阳能电池发展前景的看法,包括有机物太阳能电池。如果能做出来低价的有机物电池,用于日用消费品领域(从而寿命问题不那么重要,有个两三年就行),是不是就会有很大的市场呢?

家园 就那样吧 比上不足比下有余

国内这行大厂都差不多,又累又没钱的活还很多。

好像和南昌合作还专门建了个光伏学院

家园 有机的问 西西河的 fullerene,他做有机的

有机的寿命不止两三年的,瓶颈在其他方面,效率太低了。

家园 谢谢回复

关于第一个问题不知道您是何看法?

家园 划分都是人为的结果,

就跟战斗机划代一样,俄国人美国人就不一样。很不好说这个划代到底有什么意义。

第二代一般指薄膜电池,出现的比硅晶体电池晚,能够量产了。

第三代,有些人认为指量子阱之类新结构的,和一二代有了根本的革命性的改变。

若能成功,不仅光伏有突破:能用极便宜常见的材料(硅及氧化物)通过设计组成,达到50%以上的效率,发电成本可能比核电还低;对于整个材料科学和电子技术,也是次革命。

把DSSC染料敏化和有机算作第三代,我觉得不妥,这两个东西并没有根本突破,只是一直没法量产

家园 您这个说法有道理

用萨苏的话说:听着就靠谱,呵呵。谢谢了!

家园 光电已成为重点开发项目,TG又走对关键一步

输变电配套工程也在进行之中。

2010年西部大开发新开工23项重点工程

为深入实施西部大开发战略,积极扩大内需,促进西部地区又好又快发展,国家计划2010年西部大开发新开工23项重点工程,投资总规模为6822亿元。

23项新开工重点工程分别是:(1) 沪昆客运专线长沙至昆明段,(2) 成都至贵阳铁路乐山至贵阳段,(3) 西安至成都客运专线西安至江油段,(4) 宝鸡至兰州客运专线,(5) 成都至重庆客运专线,(6) 云南大理至丽江公路,(7) 新疆库车至阿克苏公路,(8) 甘肃雷家角(陕甘界)至西峰公路,(9) 贵州贵阳机场改扩建,(10) 西部支线机场建设,(11) 广西防城港核电一期工程,(12) 四川大渡河猴子岩和雅砻江桐子林水电站,(13) 西部光伏电站建设,(14) 西部风电基地建设,(15) 西部农网改造升级工程,(16) 内蒙古胜利东二号露天煤矿二期工程,(17) 新疆大井矿区南露天煤矿一期工程,(18) 青藏直流联网工程,(19)新疆电网与西北电网联网工程,(20)贵州黔中水利枢纽一期工程,(21)西藏旁多水利枢纽,(22)内蒙古海勃湾水利枢纽,(23)新疆兵团肯斯瓦特水利枢纽。

家园 求教

您好,正巧最近在接触这个。2010年数据还没有出来,但是目前预估安装量比2009年增加一倍。其中生产量中国占大概60%。

考虑到欧洲的补贴政策短期之内不会消失,相应就有几个问题:

1:光伏质量检测的标准问题。我们知道OL认证是一次认证,认证后不能确保产品质量。那么如何保证能达到设计时的使用年限?

2:国内光伏发电上网的问题,国内发电调峰能力很弱,而光伏发电又有明显的间歇性,这个怎么解决

3:根据接触的资料主要成本在于提纯这个环节。近期有没有可能技术突破使得生产成本进一步降低?

求教
家园 re1

1 使用年限这块不太了解,

这个寿命基本上取决于封装,也就是组件制造的质量,能否保护好电池片不被外界损害,组件是用了EVA等高分子材料,而高分子材料,我们知道,是会老化的,所以,最终寿命取决于组件所使用的高分子材料本身的性质和怎么加工的。

一般认证要求使用25年后发电量下降不高于20%。

认证检测的那些实验,不可能在自然条件下做上25年,所以就做了加速老化,把紫外线、雨水、高温等强度加大,以此来模拟自然条件对组件的损害。

这个加速实验出来的结果,和自然放上25年肯定不一样,所以真正使用了25年后是个怎么样,谁也不知道。

不过按已经使用了20多年的电池板的实例来看,比人们想象的要好不少。有海南岛的例子,20多年了还挺好。还有,20多年前作电池片封装的水平比现在差远了。

2

这个更不懂,不过光伏发的电是白天高峰期的电,价值更大。白天晚上用电量差远了,电网也能运行,就说明这个是可以解决的。光伏目前的比重很小,还算不上问题。

3

西门子硅料的成本按报道是有厂家做到了25USD1公斤现在,卖出去是几倍。就算技术没突破,硅料产能一够,价格回归正常水平,光伏系统成本也能大降。

提纯的技术还是有很大改进的空间的。

另一方面,以同样多的硅料做更多的电池,也是有很多空间的。一个并不夸张的估计,单位功率的电池,硅料消耗量降到现在的1/4,技术上是完全可以的,经济帐不算。

re1
家园 多谢多谢

目前工作涉及到一些光伏发电的经济评价问题,刚刚接触很多疑惑,多谢指点~

家园 业外人士胡说

在有关能源谈论会上,有说TB的太阳能、风能产业严重过剩了,ZF要削减补贴了

原因据说是冲击电网,不需要电的时候太阳能、风能特多,需要用电的时候却没电--好像也是哟

另外一个,光伏电池的制造污染比使用寿命内减少的污染要多,环保是个伪命题

是这样么?

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