第二节　晶硅电池产业链工艺流程

在光伏产业中，光伏电池材料有很多种类，如单晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化镓、铜铟硒、铜铟镓硒等半导体材料。日常生活中应用最多的是晶硅电池，这得益于硅的一些特殊性质。

硅是地球上储存最丰富的元素之一，在地壳中的丰度为27.7%。在常温下化学性质稳定，是具有灰色金属光泽的固体，晶态硅的熔点为1414℃，沸点为2355℃，原子序数为14，相对原子质量为28.085，密度为2.322.34g/cm3，莫氏硬度为7。

硅以大量的硅酸盐矿石和石英矿的形式存在于自然界。人们脚下的泥土、石头和砂子，使用的砖、瓦、水泥、玻璃和陶瓷等，这些日常生活中经常遇到的物质，都是硅的化合物。由于硅易与氧结合，自然界中没有游离态的硅存在。

晶硅光伏电池是近15年来形成产业化最快的。生产过程大致可分为以下几个过程（图1-4）。

图1-4　晶硅光伏电池产业链

①工业硅的冶炼　由硅矿石与炭在电弧炉中加热，发生还原反应，生成冶金级硅。

②太阳能级硅的提纯　通过物理提纯或化学提纯工艺，将冶金级硅提纯至太阳能级硅。

③拉制单晶硅棒或铸锭多晶硅锭　通过直拉法或定向凝固等工艺，将太阳能级硅拉制成单晶硅棒或铸锭成多晶硅锭。

④硅片加工　将硅棒或硅锭通过开方、切片、清洗等工艺，切割至所需的尺寸。

⑤电池制备　将硅片通过制绒、制结、去周边层、去PSG、镀膜、印刷电极、烧结、检测等工艺制备成电池片。电池制备的工艺流程如图1-5所示。

图1-5　晶硅太阳电池制备工艺流程图

⑥组件制备工艺　将电池片通过激光划片、焊接、敷设、层压、组框等工艺，制备成电池组件。