晶体硅太阳电池制造技术/新能源应用技术丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

王文静，李海玲，周春兰，赵雷 著

图书标签:

• 太阳能
• 晶体硅
• 太阳电池
• 光伏
• 新能源
• 制造技术
• 半导体
• 材料科学
• 电力能源
• 可再生能源

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111452720

版次：1

商品编码：12247165

包装：平装

丛书名： 新能源应用技术丛书

开本：16开

出版时间：2017-10-01

用纸：胶版纸

页数：342

正文语种：中文

内容简介

　　《晶体硅太阳电池制造技术/新能源应用技术丛书》不仅介绍了太阳电池每个工艺环节的工艺流程及参数，而且分析了该工艺环节的原理、控制难点，以及与其他工艺环节之间的关联性。此外，还在每章后给出了论文索引，便于读者继续学习。《晶体硅太阳电池制造技术/新能源应用技术丛书》在结构上遵循晶体硅太阳电池制造的各个环节的步骤逐步介绍其原理、工艺技术、设备种类。在深入阐述其原理的同时，对于生产线的工艺技术及设备进行了论述。同时对于国际上该项技术的新进展进行详细的讨论，既注重介绍其实用技术，也深入分析其原理，这对于目前太阳电池生产线建设中的技术人员很有帮助。
　　《晶体硅太阳电池制造技术/新能源应用技术丛书》适合于晶体硅太阳电池生产线上的技术人员、高等院校相关专业的师生及研究单位研究人员阅读参考。

目录

前言
第1章 晶体硅太阳电池的原理及工艺流程
1．1 晶体结构与能带理论
1．2 光吸收
1．3 载流子的复合
1．4 半导体pn结
1．5 载流子的输运机理
1．6 载流子的收集
1．7 光管理
1．8 晶体硅太阳电池的基本结构
1．9 晶体硅太阳电池的性能
1．10 晶体硅太阳电池的结构参数优化
1．11 晶体硅太阳电池的基本制备工艺
参考文献

第2章 表面织构化工艺
2．1 减反及陷光原理
2．2 晶体硅电池产业中的表面织构化及清洗工艺
2．3 碱腐蚀制绒
2．3．1 反应原理
2．3．2 金字塔的成核与生长
2．3．3 添加剂
2．3．4 碱性制绒工艺条件分析
2．3．5 绒面结构对反射率及电池性能的影响
2．4 多晶硅片的表面织构化
2．4．1 反应原理
2．4．2 工艺条件的影响
2．4．3 绒面结构对反射率及电池性能的影响
2．5 等离子体刻蚀
参考文献

第3章 扩散
3．1 扩散原理
3．1．1 扩散的基本物理机理
3．1．2 扩散方程
3．1．3 磷扩散的原理
3．1．4 硼扩散的原理
3．2 气相扩散
3．3 固态源扩散
3．4 扩散相关工艺
3．4．1 氧化过程中杂质的扩散行为
3．4．2 杂质在氧化硅中的扩散
3．5 扩散对太阳电池性能的影响
3．5．1 扩散吸杂
3．5．2 优化发射极
3．6 扩散特性的测量技术
3．6．1 倾斜和染色法
3．6．2 四探针测试法
3．6．3 扩展电阻测试法
3．6．4 电容法
3．6．5 二次离子质谱（SIMS）
3．6．6 电容-电压（C-V）曲线
3．7 扩散设备
参考文献

第4章 钝化和减反射技术
4．1 过剩载流子的复合机理
4．2 表面复合
4．2．1 表面复合速率与有效少子寿命
4．2．2 平带近似条件下表面复合速率的计算
4．2．3 介质层钝化的表面复合理论
4．3 Si-SiO2界面
4．3．1 SiO2薄膜制备技术
4．3．2 SiO2薄膜的表面缺陷特性
4．3．3 影响Si-SiO2界面态的因素
4．3．4 Si-SiO2的界面复合特性
4．4 Si-SiNx界面
4．4．1 SiNx膜制备技术
4．4．2 SiNx制备工艺
4．4．3 SiNx薄膜的电荷特性
4．4．4 SiNx表面复合速率和有效少子寿命
4．4．5 p型Si-SiNx界面的寄生漏电现象
4．5 Si-A12O3界面
4．5．1 A12O3制备技术
4．5．2 ALD制备的A12O3膜特性
4．5．3 A12O3膜的钝化特性
4．5．4 钝化机理
4．5．5 A12O3膜的稳定性
4．5．6 A12O3的叠层结构
4．5．7 工业规模的ALD技术
4．6 小结
参考文献

第5章 电极制备技术
5．1 前电极优化原则
5．1．1 遮光损失
5．1．2 串联损失
5．1．3 并联电阻
5．1．4 接触复合损失
5．1．5 电极优化原则
5．2 丝网印刷法制备电极工艺
5．2．1 丝印技术
5．2．2 电极制备工艺
5．3 银电极接触及导电机理
5．3．1 银电极接触形成机理
5．3．2 银电极导电机理
5．3．3 影响接触电阻的因素分析
5．4 背接触及背表面场的形成
5．4．1 铝背场形成机理及作用
5．4．2 影响背场质量的因素
5．4．3 背反射
5．4．4 烧结导致的硅片弯曲
5．5 电极制备新技术
5．5．1 二次印刷法
5．5．2 喷墨打印法
5．5．3 化学镀/电镀法
参考文献

第6章 硅片和太阳电池的几种测试方法
6．1 少子寿命测试
6．1．1 少子寿命测试简介
6．1．2 载流子寿命测试在Si片和太阳电池中的应用
6．2 少子寿命测试方法
6．2．1 基于光电导技术的测试方法
6．2．2 表面光电压（SPV）法
6．2．3 调制自由载流子吸收（MFCA）
6．2．4 IR载流子密度成像（CDI）
6．2．5 电子束诱导电流（EBIC）方法
6．2．6 光束诱导电流（LBIC）方法
6．3 反射光谱分析
6．4 太阳电池的I-V特性测试
6．4．1 暗I-V表征双二极管模型（pn结特性的测量）
6．4．2 电池在光照状态下的负载特性（光照I-V曲线）
6．5 太阳电池的光谱响应曲线测试
6．5．1 基于滤波片的测试系统
6．5．2 基于光栅单色仪的光谱响应测试系统
6．6 晶体硅太阳电池的失效分析
6．6．1 发射光谱技术介绍
6．6．2 电致发光测试（EL）
6．6．3 光致发光测试（PL）
6．6．4 热红外成像测试
6．6．5 锁相热成像（LIT）测试
6．7 小结
参考文献

第7章 晶体硅太阳电池生产线整体工艺控制技术
7．1 晶体硅太阳电池生产工艺中各种影响因素
7．2 与结特性有关的工艺控制技术
7．3 与表面钝化特性有关的工艺控制技术
7．4 与电极接触特性有关的工艺控制技术
7．5 与减反射有关的工艺控制技术
7．6 与织构化有关的工艺控制技术
7．7 太阳电池整线工艺调整与优化
参考文献

第8章 组件的制备技术
8．1 组件制备工艺原理与工艺流程
8．2 封装材料
8．2．1 光伏玻璃
8．2．2 密封材料
8．2．3 背板材料
8．3 组件失配分析
8．4 组件现场发电性能
8．5 组件衰减与失效分析
8．5．1 微裂纹
8．5．2 蜗牛痕
8．5．3 热斑效应
8．5．4 PID效应
8．5．5 其他类型组件失效分析
8．6 组件封装发展方向
参考文献

第9章 组件的安全认证
9．1 组件的安全认证标准与认证体系
9．2 组件认证的性能测试
9．3 组件认证的安全测试
参考文献

第10章 新型晶体硅太阳电池
10．1 选择性发射极太阳电池
10．1．1 激光掺杂选择性发射极太阳电池
10．1．2 丝网印刷掺杂浆料
10．1．3 后刻蚀（Etch Back）
10．1．4 离子注入技术
10．2 背面钝化局域接触太阳电池
10．3 背接触太阳电池
10．3．1 背接触背结太阳电池（IBC太阳电池）
10．3．2 发射极穿孔卷绕（EWT）太阳电池
10．3．3 金属穿孔卷绕（MWT）太阳电池
10．4 硅球太阳电池
10．5 薄膜硅/晶体硅异质结太阳电池
参考文献

《晶体硅太阳电池制造技术/新能源应用技术丛书》图书简介 本书聚焦于新能源领域最核心的技术之一——晶体硅太阳电池的制造。作为《新能源应用技术丛书》的重要组成部分，本书旨在为读者全面、深入地解析晶体硅太阳电池从原材料制备到最终产品封装的全过程，以及其在新能源应用中的关键技术和发展趋势。 内容概要： 本书详细阐述了晶体硅太阳电池制造的各个环节，涵盖了从基础理论到工程实践的广泛内容。 晶体硅材料的制备与提纯： 高纯度硅的生产： 详细介绍冶金级硅的生产工艺，如碳热还原法，以及如何通过化学方法（如西门子法、流床法）将其转化为电子级多晶硅。深入探讨各种提纯方法的原理、优缺点以及工艺控制要点，包括对杂质（如金属杂质、碳、氧）的识别、定量分析及其对电池性能的影响。 单晶硅的生长： 重点介绍两种主流的单晶硅生长技术：直拉法（CZ法）和区熔法（FZ法）。详细讲解CZ法的设备结构、生长过程中的温度场控制、坩埚材料选择、杂质控制策略（如氧、碳的引入与去除），以及如何优化生长参数以获得高质量的单晶硅棒。对于FZ法，则侧重于其原理、优势（高纯度）及其在特定应用场景下的局限性。 多晶硅的制备： 介绍铸锭法（Directional Solidification, DS）的工艺流程，包括坩埚选择、晶粒生长控制、退火处理等，以及如何通过优化工艺参数来改善多晶硅的晶界结构和电子性能。 硅晶锭的切片： 详述线切割（Wire Saw）技术在硅晶锭切割成晶圆中的应用，包括内圆切割、外圆切割、多线切割等。重点分析切片过程中的刀具选择、研磨液配方、切割参数（如线速、张力、进给速度）对晶圆表面质量、厚度均匀性和材料损耗的影响，以及切片后晶圆的清洗和表面处理技术。 晶圆的制备与表面处理： 晶圆的清洗与损伤去除： 讲解多步清洗流程，包括超声波清洗、化学清洗（如SC1、SC2清洗）等，旨在去除表面颗粒、金属杂质和有机污染物。阐述了机械化学抛光（CMP）或化学腐蚀等方法在去除表面损伤层、提高晶圆表面平整度和光滑度的作用。 绒面化（Texturing）技术： 详细介绍碱腐蚀（如KOH、NaOH）和酸腐蚀（如HF/HNO3）绒面化工艺。解释其形成微观形貌（如金字塔状、不规则形貌）的机理，以及如何通过控制腐蚀时间、温度、浓度等参数来优化绒面结构的密度、尺寸和形状，以提高光吸收率。 掺杂与扩散： 阐述p-n结的形成过程。重点介绍磷、硼等掺杂剂的扩散技术，包括炉管扩散（PN结扩散、硼扩散）和等离子体掺杂（PECVD掺杂）等。详细讲解扩散过程中的温度、时间、掺杂剂浓度等参数对结深、掺杂浓度分布以及p-n结特性的影响。 电极的制备与印刷技术： 正面电极（栅线）的印刷： 详细介绍丝网印刷（Screen Printing）技术在制备正面金属电极中的应用。讲解导电浆料（如银浆、铝浆）的配方组成（金属粉末、粘结剂、有机溶剂等）、印刷工艺参数（如网版精度、刮刀压力、印刷速度、干燥温度）对栅线宽度、高度、电阻率以及与硅衬底的附着力的影响。 背面电极的印刷： 介绍背钝化层（如Al2O3、SiNx）的形成工艺（如ALD、PECVD），以及背面全金属化或部分金属化（如Al-BSF结构）的印刷技术。重点阐述背面铝浆的印刷工艺及其烧结过程，以及如何通过烧结工艺优化形成欧姆接触。 钝化与减反射层： 表面钝化技术： 详细讲解氮化硅（SiNx）、氧化铝（Al2O3）、氧化硅（SiO2）等钝化层的制备方法，如PECVD、ALD等。阐述这些钝化层如何通过化学和场效应钝化来降低表面复合速率，从而提高电池的开路电压和填充因子。 减反射涂层（ARC）： 介绍单层（如SiNx）和多层减反射涂层的设计原理及其制备工艺。解释其光学匹配原理，以及如何通过控制涂层厚度和折射率来最大化光的吸收，减少反射损失。 电池组件的封装： 串联与焊接： 讲解太阳电池片的焊接工艺，包括串联方式、焊接材料（如汇流条、互联条）、焊接设备和工艺参数（如焊接温度、焊接时间、压力）对焊接质量、电阻损耗和组件可靠性的影响。 组件封装材料： 介绍组件封装的关键材料，如钢化玻璃、EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）胶膜、TPT（Tedlar-PET-Tedlar）背板或PVF（聚氟乙烯）背板、铝合金边框等。 层压工艺： 详细描述组件的层压过程，包括真空抽气、加热、加压等步骤，以及如何控制层压温度、时间和压力，以保证EVA胶膜充分固化，将各层材料牢固粘结，并形成密封环境，防止水分和空气侵入，保证组件的长期可靠性。 质量控制与检测： 关键工艺参数的监控： 强调在每个制造环节中对温度、时间、浓度、压力、速度等关键工艺参数进行实时监控和反馈控制的重要性。 性能检测： 介绍太阳电池的各项电性能测试方法，如I-V特性测试（STC条件下）、量子效率（QE）测试、漏电流测试等。 可靠性测试： 讲解组件的可靠性测试方法，如湿热循环测试、高低温循环测试、紫外照射测试、Hail Impact测试、PID（电势诱导衰减）测试等，旨在评估组件在各种环境条件下的长期稳定性和寿命。 先进制造技术与发展趋势： PERC/TOPCon/HJT等先进电池结构： 介绍这些新技术的基本原理、结构特点、制造工艺上的革新及其相比传统BSF电池在效率提升方面的优势。 薄片化与柔性化技术： 探讨如何降低硅片厚度以节约硅资源，以及柔性太阳电池的制造挑战与应用前景。 自动化与智能化制造： 阐述如何通过引入自动化设备、智能传感技术和大数据分析，提高生产效率、降低成本、优化产品质量，迈向智能工厂。 新材料与新工艺： 展望钙钛矿、有机太阳能电池等新型光伏技术的潜在发展及其与晶体硅技术的融合。 本书特色： 体系完整： 从基础理论到实际操作，涵盖了晶体硅太阳电池制造的完整产业链。 技术前沿： 深入剖析了当前主流及前沿的制造技术，并对未来发展趋势进行了展望。 图文并茂： 结合丰富的图表、流程图和实物照片，便于读者理解复杂的工艺流程和设备结构。 实用性强： 包含大量的工艺参数、控制要点和质量检测方法，为实际生产和研发提供参考。 专家视角： 由行业资深专家和研究人员共同编写，确保内容的专业性和权威性。 适用读者： 本书适合高等院校新能源、材料、电子工程等相关专业的研究生、本科生；太阳能电池制造企业的一线技术人员、工程师、研发人员；以及对太阳能光伏技术感兴趣的行业从业者、科研人员和技术爱好者。 通过阅读本书，读者将能够建立起对晶体硅太阳电池制造技术的系统认知，掌握核心工艺流程和关键技术环节，为推动我国新能源产业的发展贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，一本优秀的科技书籍，应该能够清晰地阐述原理，细致地讲解工艺，并兼顾实际应用。这本书的标题《晶体硅太阳电池制造技术/新能源应用技术丛书》正是我所期待的。我希望它能深入剖析晶体硅太阳电池的核心制造环节，例如，在晶体生长方面，是否会详细介绍直拉法（CZ）和区域熔炼法（FZ）在工艺控制、设备投入以及最终晶体质量上的差异？在硅片制备阶段，线切割技术和内圆切割技术在精度、成本和材料损耗方面的对比分析是否会包含在内？对于电池片的加工，我尤其关注如何通过改进工艺来提高光电转换效率，比如PERC、TOPCon、HJT等先进结构的制造原理和工艺流程。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，理解一项技术，最关键的就是要掌握它的“制造”过程，因为这直接关系到技术的成熟度、成本效益以及最终的应用效果。这本书的出现，为我打开了了解晶体硅太阳电池制造技术的大门。我希望书中能够全面、系统地介绍晶体硅太阳电池的生产工艺，从最基础的硅料提纯，到晶体生长，再到硅片的切割、制备，以及电池片的电极印刷、钝化处理，直至组件的封装和性能测试。我特别希望能看到书中对不同制造工艺的详细比较，例如，单晶硅和多晶硅电池的生产流程有何不同？PERC、TOPCon、HJT等高效电池结构的制造技术有哪些关键点和技术难点？

评分☆☆☆☆☆

我特别关注书中在“新能源应用技术丛书”这一大类下，如何将晶体硅太阳电池的制造技术与实际的应用场景联系起来。毕竟，再先进的制造技术，如果不能有效地转化为可靠的发电系统，也难以真正发挥其价值。我希望能看到书中详细介绍不同类型的太阳能电池组件在不同环境下的应用案例，比如在分布式光伏电站、大型地面电站、建筑一体化光伏（BIPV）以及偏远地区的离网应用中，对电池片性能和系统设计的具体要求。同时，我也想了解，在极端气候条件下，如高温、高湿、高寒、沙尘暴等，晶体硅太阳电池的稳定性和耐候性如何保证？书中是否会提供相关的测试标准、认证流程以及实际的工程经验分享？对于我这样对实际应用更感兴趣的读者来说，这部分内容至关重要，它能帮助我理解技术背后的驱动力，以及如何将实验室的成果转化为解决现实能源问题的方案。

评分☆☆☆☆☆

我一直对新能源技术的应用前景非常看好，而太阳能电池作为其中的佼佼者，其制造技术更是我关注的焦点。这本书的出现，让我看到了深入了解这一领域的希望。我希望它能够详尽地介绍晶体硅太阳电池的制造流程，从原材料的选择与提纯，到单晶或多晶硅的生长，再到硅片的切割、清洗、制绒、扩散、钝化，以及最后电极的制作和组件的封装。我尤其关注书中对先进制造技术的解读，例如，PERC（钝化接触）技术是如何通过增加钝化层来提升效率的？TOPCon（隧穿氧化层钝化接触）和HJT（异质结）技术又有哪些独特的优势和挑战？我希望书中能提供具体的工艺参数、设备要求以及可能遇到的问题和解决方案，让我能够更直观地理解这些复杂的技术。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对新能源技术抱有浓厚兴趣的普通读者，我希望这本书能够清晰地梳理晶体硅太阳电池从无到有、从小规模试验到大规模产业化的发展历程。我期待它能描绘出不同技术流派的演进轨迹，比如从早期的铝背场（Al-BSF）电池，到高效的PERC电池，再到更前沿的TOPCon和HJT电池。我希望书中不仅会介绍这些技术的原理，还会探讨它们在实际生产中遇到的挑战，以及如何通过技术创新来克服。同时，我也关注书中是否会提及太阳电池制造过程中对环境的影响，以及如何通过绿色制造技术来降低能耗和污染物排放。一个全面的技术介绍，应该能够涵盖技术的进步、产业的发展以及可持续性的考量。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对新能源技术领域充满好奇的学习者，我一直渴望能有一本权威的书籍，能够全面、深入地解析晶体硅太阳电池的制造技术。这本书的标题《晶体硅太阳电池制造技术/新能源应用技术丛书》正是我一直在寻找的。我期待它能详细介绍从高纯度多晶硅的制备，到晶体硅的生长，再到硅片的切割、制备、扩散、钝化、电极印刷以及组件的封装等一系列制造工艺。我尤其希望书中能够重点阐述当前主流的晶体硅电池技术，如PERC、TOPCon、HJT等，并深入分析它们的制造原理、关键工艺步骤、面临的技术挑战以及未来的发展趋势。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我对新能源产业的发展前景充满憧憬，而太阳能电池技术无疑是其中的重中之重。这本书的出现，无疑为我提供了一个深入了解晶体硅太阳电池制造奥秘的绝佳机会。我希望书中能够涵盖从原材料的纯化，如高纯多晶硅的制备过程，到最终电池片的封装与检测等一系列完整的产业链环节。我尤其关注书中所提到的“制造技术”，这是否意味着它将侧重于工业生产中的实际操作、设备选择、工艺参数的优化以及质量控制等方面的知识？比如，在扩散工艺中，如何精确控制掺杂浓度和深度，以获得最优的PN结特性？在等离子体化学气相沉积（PECVD）制备钝化层时，工艺参数如温度、压力、气体流量等如何影响钝化效果？这些具体的工艺细节，对于理解技术的可行性和经济性至关重要。

评分☆☆☆☆☆

对于《晶体硅太阳电池制造技术/新能源应用技术丛书》这本书，我的期待是它能够像一位经验丰富的老师，带领我一步步走进晶体硅太阳电池的制造世界。我希望它能从基础的半导体物理原理讲起，解释为什么硅是制造太阳电池的理想材料，以及PN结是如何工作的。然后，我希望它能详细介绍晶体硅的制备工艺，包括直拉法（CZ）和区熔法（FZ）的技术细节、各自的优缺点，以及如何提纯硅料。接着，我期待书中能深入探讨硅片切割、制绒、扩散、刻蚀、钝化、丝网印刷电极等一系列关键的制造工序。我特别希望看到书中能够提供不同工艺路线的比较分析，比如单晶硅和多晶硅电池的成本与效率的权衡，以及不同电池结构（如PERC、TOPCon、HJT）的制造难点和优势。

评分☆☆☆☆☆

阅读一本技术书籍，我最看重的是其内容的深度和广度，以及是否能够提供前沿的信息。这本书名为《晶体硅太阳电池制造技术》，我期待它能深入浅出地解析晶体硅电池的各个制造环节，例如，在晶体生长部分，是否会详细阐述籽晶的选择、提拉速度、坩埚材料、掺杂控制等对晶体质量的影响？在硅片制备方面，切割技术，如线切割和内圆切割，其精度、成本和对硅材料的损耗程度是否有详细对比？而对于电池片的加工，我特别想了解，如何在提高光电转换效率的同时，降低生产成本？书中是否会提及PERC、TOPCon、HJT等先进电池结构的原理、制造工艺和性能优势？我对这些新技术如何克服传统电池的效率瓶颈非常感兴趣，它们是否会涉及到更复杂的表面处理、电极优化和界面工程？

评分☆☆☆☆☆

初拿到这本《晶体硅太阳电池制造技术/新能源应用技术丛书》，就觉得分量十足，沉甸甸的纸张和封面设计透着一股严谨的学术气息。我一直对清洁能源领域抱有浓厚的兴趣，尤其关注光伏发电，因为它是目前最成熟、应用最广泛的新能源技术之一。这本书的标题直接点出了晶体硅太阳电池这一核心领域，这让我对接下来的内容充满了期待。我迫切地想知道，从最基础的原材料选择，到复杂的晶体生长、硅片制备，再到电池片的电极设计、钝化处理，以及最终的封装和检测，究竟有哪些关键的技术环节和最新的工艺进展。我尤其好奇书中是否会深入探讨不同工艺路线的优劣，例如直拉法（CZ）和区域熔炼法（FZ）在晶体质量和成本上的权衡，以及多晶硅和单晶硅电池在效率提升和产业化推广上的不同策略。