內容提綱
一、非晶硅薄膜太陽能電池結構、制造技術簡介
二、非晶硅太陽能電池制造工藝
三、非晶硅電池封裝工藝
一、
1、電池結構
分為：單結、雙結、三結
2、制造技術
三種類型：
①單室，多片玻璃襯底制造技術
該技術主要以美國Chronar、APS、EPV公司為代表
②多室，雙片（或多片）玻璃襯底制造技
該技術主要以日本KANEKA公司為代表
③卷繞柔性襯底制造技術（襯底：不銹鋼、聚酰亞胺)
該技術主要以美國Uni-Solar公司為代表
所謂“單室，多片玻璃襯底制造技術”就是指在一個真空室內，完成P、I、N三層非晶硅的沉積方法。作為工業生產的設備，重 點考慮生產效率問題，因此，工業生產用的“單室，多片玻璃襯底制造技術”的非晶硅沉積，其配置可以由X個真空室組成（X為≥1的正整數），每個真空室可以 放Y個沉積夾具（Y為≥1的正整數），例如：
•1986年哈爾濱哈克公司、1988年深圳宇康公司從美國Chronar公司引進的內聯式非 晶硅太陽能電池生產線中非晶硅沉積用6個真空室，每個真空室裝1個分立夾具，每1個分立夾具裝4片基片，即生產線一批次沉積6×1×4＝24片基片，每片 基片面積305mm×915mm。
•1990年美國APS公司生產線非晶硅沉積用1個真空室，該沉積室可裝1個集成夾具，該集成夾具可裝48片基片，即生產線一批次沉積1×48＝48片基片，每片基片面積760mm×1520mm。
•本世紀初我國天津津能公司、泰國曼谷太陽公司（BangKok Solar Corp）、泰國光伏公司（Thai Photovoltaic Ltd）、分別引進美國EPV技術生產線，非晶硅沉積也是1個真空室，真空室可裝1個集成夾具，集成夾具可裝48片基片，即生產線一批次沉積 1×48＝48片基片，每片基片面積635mm×1250mm。
•國內有許多國產化設備的生產廠家，每條生產線非晶硅沉積有只用1個真空室，真空室可裝2個沉 積夾具，或3個沉積夾具，或4個沉積夾具；也有每條生產線非晶硅沉積有2個真空室或3個真空室，而每個真空室可裝2個沉積夾具，或3個沉積夾具。總之目前 國內主要非晶硅電池生產線不管是進口還是國產均主要是用單室，多片玻璃襯底制造技術，下面就該技術的生產制造工藝作簡單介紹。
二、
1、
下圖是以美國Chronar公司技術為代表的內聯式單結非晶硅電池內部結構示意圖：
圖1、內聯式單結非晶硅電池內部結構示意圖
生產制造工藝流程：
SnO2導電玻璃-SnO2膜切割-清洗-預熱-a-Si沉積（PIN）-冷卻-a-Si切割-掩膜鍍鋁-測試1-老化-測試2-UV保護層-封裝-成品測試-分類包裝
下圖是以美國EPV公司技術為代表的內聯式雙結非晶硅電池內部結構示意圖：
圖2、內聯式雙結非晶硅電池內部結構示意圖
它的生產制造工藝流程為：
SnO2導電玻璃-SnO2膜切割-清洗-預熱-a-Si沉積（PIN/PIN）-冷卻-a-Si切割-濺射鍍鋁-Al切割-測試1-老化-測試2-封裝-成品測試-分類包裝
2、
⑴SnO2透明導電玻璃（或AZO透明導電玻璃）
規格尺寸：305 mm×915 mm×3 mm、635 mm×1245 mm×3 等
•要求：方塊電阻：6～8Ω/□、8～10Ω/□、10～12Ω/□、12～14Ω/□、14～16Ω/□等透過率：≥80％膜牢固、平整，玻璃4個角、8個棱磨光（目的是減少玻璃應力以及防止操作人員受傷）
⑵紅激光刻劃SnO2膜
根據生產線預定的線距，用紅激光（波長1064nm）將SnO2導電膜刻劃成相互獨立的部分，目的是將整板分為若干塊，作為若干個單體電池的電極。
•激光刻劃時SnO2導電膜朝上（也可朝下）
•線距：單結電池一般是10mm或5mm，雙結電池一般20mm
•刻線要求：
絕緣電阻≥2MΩ
線寬（光斑直經）＜100um
線速＞500mm/S
⑶清洗
將刻劃好的SnO2導電玻璃進行自動清洗，確保SnO2導電膜的潔凈。
⑷裝基片
將清洗潔凈的SnO2透明導電玻璃裝入“沉積夾具”
基片數量：對于美國Chronar公司技術，每個沉積夾具裝4片305 mm×915 mm×3 mm的基片，每批次（爐）產出6×4＝24片
對于美國EPV技術，每個沉積夾具裝48片635 mm×1245 mm×3 mm的基片，即每批次（爐）產出1×48＝48片
⑸基片預熱
將SnO2導電玻璃裝入夾具后推入烘爐進行預熱。
⑹a-Si沉積
基本預熱后將其轉移入PECVD沉積爐，進行PIN（或PIN/PIN）沉積。
•根據生產工藝要求控制：沉積爐真空度，沉積溫度，各種工作氣體流量，沉積壓力，沉積時間，射頻電源放電功率等工藝參數，確保非晶硅薄膜沉積質量。
沉積P、I、N層的工作氣體P層：硅烷（SiH4）、硼烷（B2H6）、甲烷（CH4）、高純氬（Ar）、高純氫（H2）I層：硅烷（SiH4）、高純氫（H2）N層：硅烷（SiH4）、磷烷（PH3）、高純氬（Ar）、高純氫（H2）
•各種工作氣體配比有兩種方法：第一種：P型混合氣體，N型混合氣體由國內專業特種氣體廠家配制提供。第二種：PECVD系統在線根據工藝要求調節各種氣體流量配制。
⑺冷卻
a-
⑻綠激光刻劃a-Si膜
根據生產預定的線寬以及與SnO2切割線的線間距，用綠激光（波長532nm）將a-Si膜刻劃穿，目的是讓背電極（金屬鋁）通過與前電極（SnO2導電膜）相聯接，實現整板由若干個單體電池內部串聯而成。#p#分頁標題#e#
激光刻劃時a-Si膜朝下刻劃要求：
線寬（光斑直經）＜100um與SnO2刻劃線的線距＜100um
直線度線速＞500mm/S
⑼鍍鋁
鍍鋁的目的是形成電池的背電極，它既是各單體電池的負極，又是各子電池串聯的導電通道，它還能反射透過a-Si膜層的部分光線，以增加太陽能電池對光的吸收。
•鍍鋁有2種方法：一是蒸發鍍鋁：工藝簡單，設備投入小，運行成本低，但膜層均勻性差，牢固度不好，掩膜效果難保證，操作多耗人工，僅適用小面積鍍鋁。二是磁控濺射鍍鋁：膜層均勻性好，牢固，質量保證，適應小面積鍍鋁，更適應大面積鍍鋁，但設備投資大，運行成本稍高。
•每節電池鋁膜分隔有2種方法：一是掩膜法：僅適用于小面積蒸發鍍鋁二是綠激光刻劃法：既適用于磁控濺射鍍鋁，也適用于蒸發鍍鋁。
⑽綠激光刻鋁
（掩膜蒸發鍍鋁，沒有該工序）對于蒸發鍍鋁，以及磁控鍍鋁要根據預定的線寬以及與a-Si切割線的線間距，用綠激光（波長532nm）將鋁膜刻劃成相互獨立的部分，目的是將整個鋁膜分成若干個單體電池的背電極，進而實現整板若干個電池的內部串聯。
•激光刻劃時鋁膜朝下
•刻劃要求：線寬（光斑直經）＜100um 與a-Si刻劃線的線距＜100um
直線度線速＞500mm/S
⑾IV測試：
通過上述各道工序，非晶硅電池芯板已形成，需進行IV測試，以獲得電池板的各個性能參數，通過對各參數的分析，來判斷莫道工序是否出現問題，便于提高電池的質量。
⑿熱老化：
將經IV測試合格的電池芯板置于熱老化爐內，進行110℃/12h熱老化，熱老化的目的是使鋁膜與非晶硅層結合得更加緊密，減小串聯電阻，消除由于工作溫度高所引起的電性能熱衰減現象。
三、
薄膜非晶硅電池的封裝方法多種多樣，如何選擇，是要根據其使用的區域，場合和具體要求而確定。不同的封裝方法，其封裝材料、制造工藝是不同的，相應的制造成本和售價也不同。下面介紹目前幾種封裝方法：
1、
適用：電池芯板儲存制造工藝流程：電池芯板→覆涂UV膠→紫外光固→分類儲存
2、
適用：小型太陽能應用產品，且應用產品上有對太陽能電池板進行密封保護，如風帽、收音機、草坪燈、庭院燈、工藝品、水泵、充電器、小型電源等
制造工藝流程：
電池芯板→貼PVC膜→切割→邊緣處理→焊線→焊點保護→檢測→包裝
（注：邊緣處理目的是防止短路，邊緣處理的方法有化學腐蝕法、激光刻劃法等）
3、
⑴電池/PVC膜
適用：一般太陽能應用產品，如應急燈，要求不高的小型戶用電源（幾十瓦以下）等
制造工藝流程：
電池芯板（或芯板切割→邊緣處理）→貼PVC膜→焊線→焊點保護→檢測→裝邊框（電池四周加套防震橡膠）→裝插座→檢測→包裝
該方法制造的組件特點：制造工藝簡單、成本低，但防水性、防腐性、可靠性差。
⑵電池/EVA/PET（或TPT）
適用：一般太陽能應用產品，如應急燈，戶用發電系統等制造工藝流程：電池芯板（或芯板切割→邊緣處理）→焊涂錫帶→檢測 →EVA/PET層壓→檢測→裝邊框（邊框四周注電子硅膠）→裝接線盒（或裝插頭）→連接線夾→檢測→包裝該方法制造的組件特點：防水性、防腐性、可靠性 好，成本高。
⑶電池/EVA/普通玻璃
適用：發電系統等
制造工藝流程：
電池芯板→電池四周噴砂或激光處理（10mm）→超聲焊接→檢測→層壓（電池/EVA/經鉆孔的普通玻璃）→裝邊框（或不裝框）→裝接線盒→連接線夾→檢測→包裝
該方法制造的組件特點：防水性、防腐性、可靠性好，成本高。
⑷鋼化玻璃/EVA/電池/EVA/普通玻璃
適用：光伏發電站等
制造工藝流程：
電池芯板→電池四周噴砂或激光處理（10mm）→超聲焊接→檢測→層壓（鋼化玻璃/EVA/電池/EVA/經鉆孔的普通玻璃）→裝邊框（或不裝框）→裝接線盒→連接線夾→檢測→包裝
該方法制造的組件特點：穩定性和可靠性好，具有抗冰雹、抗臺風、抗水汽滲入、耐腐蝕、不漏電等優點，但造價高
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