硅片薄片化电池组件性能研究【字数：10025】
摘 要目前而言，国际能源形势十分严峻，各个国家都在竭尽全力去寻找可以替代常规化石能源的新能源。其中太阳能就是运用到我们日常生活中的新型能源。随着集成电路向着短小轻薄的方向发展，薄片化概念应运而生，一方面是为了以后能为太阳能平价并网提供便利，另一方面为了降低其度电成本，所以薄片化将会是未来光伏行业发展的一个趋势。围绕着薄片化概念，本文系统阐述了薄片化对硅片、电池片、组件三方面的影响，发现减薄对硅片的机械强度，电池片的电性能，组件的制成良率有着不同程度的影响，并通过优化组件材料和焊接参数来实现工艺改进。
Key words:new energy; silicon wafer; cell; module; thin section 目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2发展现状 1
1.2.1世界能源利用的发展现状 1
1.2.2太阳能电池的发展现状 1
1.2.3薄片化发展趋势及国内研究现状 2
1.3硅片薄片化电池组件相关研究概述 3
1.3.1太阳能电池工作原理及基本制作流程概述 3
1.3.2太阳能电池组件工作原理及基本制作流程概述 5
第二章 薄片化的测试设备及方法研究 7
2.1测试实验方法简述 7
2.1.1三点弯曲力学性能测试仪 7
2.1.2单片测试仪 8
2.1.3组件IV测试仪 8
2.1.4组件EL测试仪 9
第三章 测试与分析 10
3.1薄片化硅片机械强度的测试与分析 10
3.2薄片化电池片电性能参数的测试与分析 10
3.3薄片化组件性能的测试与分析 12
第四章 改进与措施 15
4.1薄片化后组件制成的改进与措施 15
4.2阶段性结论 15
结束语 16
致 谢 17
参考文献 18
第一章 绪论
1.1课题研究背景
人类跨入21世纪以来，将会面临经济发展和社会进步的严峻挑战。当今世界，常规能源日益枯竭， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
生态环境遭受严重损伤。以太阳能、风能为首的绿色环保、可再生能源为人类提供服务，推动社会发展，改善当今能源构成，实现人与自然的可持续发展有着深远的影响。所以开发利用新型能源是未来能源行业发展的一个重要趋势。
1.2发展现状
1.2.1世界能源利用的发展现状
能源是国民经济的命脉，是人类社会发展的前提，能源工业的发展速度以及规模对社会经济的发展有着重要的影响。就目前而言，按照能源能否反复使用进行分类，可将自然界中的能源分为可再生能源和不可再生能源两种。可再生能源包括太阳能、风能、地热能、生物质能、辐射能、潮汐能等可持续发展的能源；不可再生能源是指煤、石油、天然气和核燃料等化石能源，随着它们被大规模地开采利用，储存量日益减少，未来甚至会被开采殆尽[6]。
能源结构的不合理是造成环境污染问题日益加重的主要原因之一。大规模地使用化石燃料等不可再生能源，导致大气中的二氧化碳和二氧化硫骤然猛增，造成温室效应及酸雨蔓延等环境危害。
随着世界经济体系的不断完善及其大规模、高速的发展，人们在面对能源危机和环境保护时，对能源的绿色清洁和可持续利用等问题越发地注重。因此，可再生能源的探索与利用已经成为世界各国关注的焦点。世界上许多国家已经逐渐认识到，不可再生能源的过度开采将会造成严重的环境污染，资源与生态的结构损毁，因而可再生能源的开发及其综合利用是未来能源发展的重要方向。
我国地大物博，蕴藏着磅礴的能量资源，同样也坐拥着丰富的新能源，能源的开发利用条件十分理想，可践行度高。为了维持当今社会的稳定性、能源供应的持久性，必须优化现有的以资源有限、不可再生的化石能源为基础的世界能源结构，建立资源无限、可再生、清洁环保、多样化的新型能源结构，走社会经济可持续发展的道路。
因此，发展新型能源和可再生能源是建立能源可持续体系化的必然选择，对我国能源安全有着重大的意义，也是减少温室气体排放的一个重要手段[6]。
1.2.2太阳能电池的发展现状
太阳能光伏技术是新能源发展的重要环节之一。太阳能光伏发电具有很多优势，如太阳能量摄取便利，耗能低，安全保障度高，无噪声，无污染，无排放，不受地域限制，稳定性高，机械故障率低，维护成本低，使用寿命长，建设周期短，规模大小随意，安装运输简便等[3]。上述优势都是常规发电及其它发电方式不可匹及的。我国近几年的光伏产业的发展水平较为迅猛，硅片、电池片、光伏组件的生产规模和光伏发电系统的应用水平都呈现出上升趋势。由于太阳电池的成本高，限制了其大量推广应用，这成为了我国发展光伏产业的主要障碍之一。
20世纪90年代至今，太阳能光伏产业的发展十分迅猛。自19962006年，这十几年间的产业产量平均年增长率为40%；20012006年，这几年间产业产量的平均年增长率为45%。如图11所示，2011年，光伏产业已经达到了36.0GW的硅片产量，35.0GW的电池片产量以及35.0GW的光伏组件产量；2015年，硅片达到61.5GW的产量，电池片和组件均突破60.0GW的产量，光伏发电已然成为发展最快的可再生能源发电技术。由光伏市场的需求及行业形势来看，预计到2020年底，全世界光伏市场的累计装机量将达到700GW。
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图11 20112015年全球光伏产业产品产量统计
我国地面接收的太阳能资源非常丰富，辐射总量为33408400MJ/(m2a),平均值为5852KJ/(m2a)。近几年，我国的光伏市场产出也以惊人的速度增长着，同比增长速度超过世界上任何一个国家。如图12所示，2011年至2015年间，我国光伏产业的各类产品的产量都呈现出上涨趋势。预计截止2019年底，我国光伏市场的新增并网装机量将达到43GW，累计装机量将达到216GW。我国已然成为世界光伏产品生产大国之一，光伏产品生产已经成为我国新能源产业发展中的重要模块之一。
Key words:new energy; silicon wafer; cell; module; thin section 目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2发展现状 1
1.2.1世界能源利用的发展现状 1
1.2.2太阳能电池的发展现状 1
1.2.3薄片化发展趋势及国内研究现状 2
1.3硅片薄片化电池组件相关研究概述 3
1.3.1太阳能电池工作原理及基本制作流程概述 3
1.3.2太阳能电池组件工作原理及基本制作流程概述 5
第二章 薄片化的测试设备及方法研究 7
2.1测试实验方法简述 7
2.1.1三点弯曲力学性能测试仪 7
2.1.2单片测试仪 8
2.1.3组件IV测试仪 8
2.1.4组件EL测试仪 9
第三章 测试与分析 10
3.1薄片化硅片机械强度的测试与分析 10
3.2薄片化电池片电性能参数的测试与分析 10
3.3薄片化组件性能的测试与分析 12
第四章 改进与措施 15
4.1薄片化后组件制成的改进与措施 15
4.2阶段性结论 15
结束语 16
致 谢 17
参考文献 18
第一章 绪论
1.1课题研究背景
人类跨入21世纪以来，将会面临经济发展和社会进步的严峻挑战。当今世界，常规能源日益枯竭， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
生态环境遭受严重损伤。以太阳能、风能为首的绿色环保、可再生能源为人类提供服务，推动社会发展，改善当今能源构成，实现人与自然的可持续发展有着深远的影响。所以开发利用新型能源是未来能源行业发展的一个重要趋势。
1.2发展现状
1.2.1世界能源利用的发展现状
能源是国民经济的命脉，是人类社会发展的前提，能源工业的发展速度以及规模对社会经济的发展有着重要的影响。就目前而言，按照能源能否反复使用进行分类，可将自然界中的能源分为可再生能源和不可再生能源两种。可再生能源包括太阳能、风能、地热能、生物质能、辐射能、潮汐能等可持续发展的能源；不可再生能源是指煤、石油、天然气和核燃料等化石能源，随着它们被大规模地开采利用，储存量日益减少，未来甚至会被开采殆尽[6]。
能源结构的不合理是造成环境污染问题日益加重的主要原因之一。大规模地使用化石燃料等不可再生能源，导致大气中的二氧化碳和二氧化硫骤然猛增，造成温室效应及酸雨蔓延等环境危害。
随着世界经济体系的不断完善及其大规模、高速的发展，人们在面对能源危机和环境保护时，对能源的绿色清洁和可持续利用等问题越发地注重。因此，可再生能源的探索与利用已经成为世界各国关注的焦点。世界上许多国家已经逐渐认识到，不可再生能源的过度开采将会造成严重的环境污染，资源与生态的结构损毁，因而可再生能源的开发及其综合利用是未来能源发展的重要方向。
我国地大物博，蕴藏着磅礴的能量资源，同样也坐拥着丰富的新能源，能源的开发利用条件十分理想，可践行度高。为了维持当今社会的稳定性、能源供应的持久性，必须优化现有的以资源有限、不可再生的化石能源为基础的世界能源结构，建立资源无限、可再生、清洁环保、多样化的新型能源结构，走社会经济可持续发展的道路。
因此，发展新型能源和可再生能源是建立能源可持续体系化的必然选择，对我国能源安全有着重大的意义，也是减少温室气体排放的一个重要手段[6]。
1.2.2太阳能电池的发展现状
太阳能光伏技术是新能源发展的重要环节之一。太阳能光伏发电具有很多优势，如太阳能量摄取便利，耗能低，安全保障度高，无噪声，无污染，无排放，不受地域限制，稳定性高，机械故障率低，维护成本低，使用寿命长，建设周期短，规模大小随意，安装运输简便等[3]。上述优势都是常规发电及其它发电方式不可匹及的。我国近几年的光伏产业的发展水平较为迅猛，硅片、电池片、光伏组件的生产规模和光伏发电系统的应用水平都呈现出上升趋势。由于太阳电池的成本高，限制了其大量推广应用，这成为了我国发展光伏产业的主要障碍之一。
20世纪90年代至今，太阳能光伏产业的发展十分迅猛。自19962006年，这十几年间的产业产量平均年增长率为40%；20012006年，这几年间产业产量的平均年增长率为45%。如图11所示，2011年，光伏产业已经达到了36.0GW的硅片产量，35.0GW的电池片产量以及35.0GW的光伏组件产量；2015年，硅片达到61.5GW的产量，电池片和组件均突破60.0GW的产量，光伏发电已然成为发展最快的可再生能源发电技术。由光伏市场的需求及行业形势来看，预计到2020年底，全世界光伏市场的累计装机量将达到700GW。
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图11 20112015年全球光伏产业产品产量统计
我国地面接收的太阳能资源非常丰富，辐射总量为33408400MJ/(m2a),平均值为5852KJ/(m2a)。近几年，我国的光伏市场产出也以惊人的速度增长着，同比增长速度超过世界上任何一个国家。如图12所示，2011年至2015年间，我国光伏产业的各类产品的产量都呈现出上涨趋势。预计截止2019年底，我国光伏市场的新增并网装机量将达到43GW，累计装机量将达到216GW。我国已然成为世界光伏产品生产大国之一，光伏产品生产已经成为我国新能源产业发展中的重要模块之一。
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