前言
近年来,我国对能源的需求量日益增加,环保压力增大。优化能源结构,实现清洁低碳发展,是我国经济社会转型发展的迫切需要。因此国家在节约能源的同时也在积极开发新能源。太阳能是取之不尽、用之不竭的能源,而且能量巨大、安全无污染,是人类的理想能源。中国太阳能资源非常丰富,理论储量达每年17000亿吨标准煤,太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。2000年以来,中国光伏产业发展迅速,产业结构也发生了很大的变化,光伏市场已经从专注于电池及组件产品出口,逐步转向国内光伏发电市场的开发。目前,光伏产业已经完全实现了规模化发展,中国正在尝试以招标来制定补贴电价,竞价上网成为未来必然的趋势,这些势必推动高效产品产业化。同时,“领跑者计划”的实施,有利于通过市场化竞争引导光伏技术进步和产业升级,从而倒逼光伏企业在保持产量的基础上,更加注重产品的质量提升。当前,光伏材料领域,光伏电池材料的应用可以分为以硅材料为主体的光伏电池和薄膜光伏电池两类。在晶体硅光伏电池技术开发方面,“金刚线切片+黑硅技术”的多晶硅生产线和“PERC技术”的单晶硅生产线齐头并进。在薄膜电池领域,碲化镉和钙钛矿薄膜电池发展迅速。在光电转化效率方面,碲化镉、钙钛矿薄膜光伏电池分别达到17%和21%,与晶硅电池的差距在逐步缩小。总体而言,光伏产业在多年的高速发展后,已经成为中国能源系统不可或缺的组成部分。
促进光伏产业的可持续发展,人才培养是关键。当前光伏产业的快速发展与人才培养相对落后的矛盾日益凸显,越来越多的光伏企业人力资源紧张。人才培养的基础是课程,而教材对支撑课程质量举足轻重。光伏产业相关技术更新较快,教材也需要根据光伏材料的新技术和新工艺进行实时更新,才能培养出满足产业发展需要的专业人才。
“光伏电池制造工艺”是光伏类相关专业的核心课程之一,具有很强的实践性。本书以晶硅电池生产过程为导向,根据整个电池片生产工艺流程,采用任务驱动的方法,将晶硅电池片生产工艺流程(材料准备、制绒、扩散、刻蚀、去PSG、镀膜、印刷电极、烧结、检测分级)分成十个模块,分别对各个项目的原理、工艺流程、设备运行管理、常见问题及解决措施、作业指导书的制定等内容进行详细的描述。
本书由陈楠、向钠、曾礼丽任主编。全书由张存彪拟定提纲,黄建华、廖东进统稿。模块一、二、三、四、六由南昌大学材料科学与工程学院陈楠编写,模块五由湖南理工职业技术学院黄建华编写,模块七、八由湖南理工职业技术学院向钠编写,模块九、十由湖南理工职业技术学院曾礼丽编写。全书由杭州瑞亚教育科技有限公司教学研究院院长桑宁如主审。
《光伏电池制备工艺》第一版已出版五年,几年时间让我们对行业产生了新的理解,也收集了一些新的技术和案例,包括黑硅制绒工艺、镀膜工艺、丝网印刷工艺等。因此我们对本书进行了再版增修。在此,感谢国家自然科学基金委的项目资助(项目编号51362020),感谢浙江瑞亚能源科技有限公司董事长易潮等人对本书提出宝贵的建议,感谢杭州瑞亚教育科技有限公司对本书再版提供的设备支持和技术支持,希望捧卷的各位读者能够在本书中收获新的知识!
教材的开发是一个循序渐进的过程,限于编者水平有限,经验不足,在编写过程中难免会有疏漏之处,竭诚欢迎广大师生和读者提出宝贵意见,使本书不断改进、不断完善。在教材中引用了一些资料,在此对有关专家学者和单位一并表示感谢!
编者