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“异质结型”开始量产钟化的太阳能电池板迎转机(下)

日期:2016-04-26    来源:日经BP

国际新能源网

2016
04/26
09:45
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关键词: 太阳能电池板 太阳能技术 电池单元

钟化的太阳能电池板生产基地在兵库县丰冈市神美台的工业园区内(图5)。工厂占地面积为5.5万m2,由量产工厂和管理设施等合计4.2万m2的建筑构成。工厂由其全资子公司——钟化太阳能技术(兵库县丰冈市)运营。

图5
图5:太阳能电池单元和电池板的生产基地 位于兵库县丰冈市神美台的工业园区内(摄影:钟化太阳能技术)

1999年开始以20MW/年的产量量产非晶硅单层型产品,2001年开始量产串联型,2003年又开始生产发挥了薄膜型优点的透明型产品。

在此期间,钟化抓住以德国为中心的欧洲需求,实现了业务增长。年产能由开始的20MW逐步增强,2010年增设生产设备后,最大年产能扩大至150MW。

之后,随着欧洲市场的缩小,该公司将主要目标转向日本国内的建材领域(住宅和小规模设施)。与此同时,停止了非晶硅单层型产品的量产,改为全部生产串联型电池单元。随着这次转换,废弃了非晶硅单层型专用生产设备30MW,目前工厂的年产能为120MW。

工业园区内除了这座工厂外,还有技术中心、开发中心和物流中心三座基地比邻而建。技术中心内还有在NEDO项目中开发的建材一体型实证设施。

太阳能电池单元和电池板主要在两栋厂房内量产。电池单元制造工序主要在第2厂房,太阳能电池板组装工序在第1厂房。

第2厂房导入了最大可应对1400mm×1100mm的大型玻璃基板的薄膜硅制造装置。不过,在目前的产品构成上,主要使用的是1200mm×998mm的玻璃基板量产。

用激光清除不要部分,由超声波振动焊接

丰冈的电池单元制造,如串联型,是从接收购入的玻璃基板开始。基板采用白板玻璃制造,是带着透明导电膜(TCO膜)到货的。收货后,首先要以激光加工去除无需部位的透明导电膜。

然后,用CVD形成薄膜非晶硅和多晶硅。薄膜硅也要根据制造的电池单元的设计,用激光去除不要的部位。电极的金属也要用薄膜成膜(溅射),同样要用激光去除不要的部分。

像这样反复进行半导体和导电部成膜、去除不要的部位以形成图案的工序,制造电池单元(图6)。

图6
图6:第2厂房的部分电池单元制造工序。图为绝缘检查装置(摄影:日经BP社)

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薄膜硅型产品,与成膜一样,激光去除工序也会大大影响性能和品质。

电池单元的I-V(电流-电压)特性取决于薄膜硅与电极的宽度和间隔。如果能尽量增加薄膜硅部、减少不发电的电极部,发电效率就会增加。为此而进行的电极等的微细化,要在能准确实现激光去除的范围内。

重点在于激光去除工序如何才能以低输出功率准确去除微细的尺寸。激光的输出抑制是为了减轻对薄膜硅和金属性能的不良影响。激光去除的输出功率越大,对薄膜性能的影响越严重。

另外,作为电极的金属材料如果不能准确去除不要的部分,会造成绝缘不良。因此,工序中加入了确认所有电池单元绝缘性的检查工序。如果发现不绝缘的电池单元,就要采取改进加工条件等措施。

电池单元完成后,根据产品规格,在第1厂房切割玻璃基板,组装电池板。在第1厂房进行焊接、背面封装及供货前检查等工序(图7)。向框架上安装等部分电池板组装工序现在基本都委托给了外部,完成背面封装后,测量I-V特性,然后向委托方发货。

图7
图7:焊接(上)和背面封装(下)。在第1厂房进行(摄影:日经BP社)

焊锡用超声波在施加振动能量的情况下焊接。由于要在玻璃基板上单凭加热使焊锡合金化难以接合,所以采用这种方法。据称这是结晶硅型无需,而为薄膜硅型所特有的难点之一。

背面封装使用的树脂膜采用与结晶系不同的产品。背板与封装材料EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)间夹有铝。铝是用来进一步提高透水性的,与结晶硅相比,薄膜硅对湿度的耐性较弱,所以需要采用铝。

工厂的年产能为120MW,能利用相同的设备制造此前的串联型和异质结型。2015年秋季以后为交替生产串联型和异质结型,打算尽快使120MW的年产能大部分都用来生产异质结型,以扩大销售。(全文完)
 

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