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光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。這種技術(shù)的關(guān)鍵元件是太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池經(jīng)過(guò)串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)可形成大面積的太陽(yáng)電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)是較少受地域限制，因?yàn)殛?yáng)光普照大地光伏系統(tǒng)還具有安全可靠、無(wú)噪聲、低污染、無(wú)需消耗燃料和架設(shè)輸電線(xiàn)路即可就地發(fā)電供電及建設(shè)周期短的優(yōu)點(diǎn)。

光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應(yīng)原理，利用太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)化為電能。不論是獨(dú)立使用還是并網(wǎng)發(fā)電，光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成，它們主要由電子元器件構(gòu)成，不涉及機(jī)械部件，所以,光伏發(fā)電設(shè)備極為精煉，可靠穩(wěn)定壽命長(zhǎng)、安裝維護(hù)簡(jiǎn)便。理論上講，光伏發(fā)電技術(shù)可以用于任何需要電源的場(chǎng)合，上至航天器，下至家用電源，大到兆瓦級(jí)電站，小到玩具，光伏電源無(wú)處不在。太陽(yáng)能光伏發(fā)電的基本元件是太陽(yáng)能電池（片），有單晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜電池等。單晶和多晶電池用量大，非晶電池用于一些小系統(tǒng)和計(jì)算器輔助電源等。

國(guó)產(chǎn)晶體硅電池效率在10至13%左右，國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品效率約18至23%。由一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能電池片組成的太陽(yáng)能電池板稱(chēng)為光伏組件。光伏發(fā)電產(chǎn)品主要用于三大方面：一是為無(wú)電場(chǎng)合提供電源，主要為廣大無(wú)電地區(qū)居民生活生產(chǎn)提供電力，還有微波中繼電源、通訊電源等，另外，還包括一些移動(dòng)電源和備用電源；二是太陽(yáng)能日用電子產(chǎn)品，如各類(lèi)太陽(yáng)能充電器、太陽(yáng)能路燈和太陽(yáng)能草坪燈等；三是并網(wǎng)發(fā)電，這在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)大面積推廣實(shí)施。我國(guó)并網(wǎng)發(fā)電還未起步，不過(guò)，2008年北京奧運(yùn)會(huì)部分用電由太陽(yáng)能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電提供。

光伏產(chǎn)業(yè)，簡(jiǎn)稱(chēng)PV(photovoltaic)。我國(guó)76%的國(guó)土光照充沛，光能資源分布較為均勻；與水電、風(fēng)電、核電等相比，太陽(yáng)能發(fā)電沒(méi)有任何排放和噪聲，應(yīng)用技術(shù)成熟，安全可靠。

除大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電和離網(wǎng)應(yīng)用外，太陽(yáng)能還可以通過(guò)抽水、超導(dǎo)、蓄電池、制氫等多種方式儲(chǔ)存， 太陽(yáng)能+蓄能幾乎可以滿(mǎn)足中國(guó)未來(lái)穩(wěn)定的能源需求。太陽(yáng)能是未來(lái)清潔、安全和可靠的能源，發(fā)達(dá)國(guó)家正在把太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)利用作為能源革命主要內(nèi)容長(zhǎng)期規(guī)劃，光伏產(chǎn)業(yè)正日益成為國(guó)際上繼IT、微電子產(chǎn)業(yè)之后又一 爆炸式發(fā)展的行業(yè)。利用太陽(yáng)能的方式是光伏轉(zhuǎn)換，就是利用光伏效應(yīng)，使太陽(yáng)光射到硅材料上產(chǎn)生電流直接發(fā)電。以硅材料的應(yīng)用開(kāi)發(fā)形成的光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)業(yè)鏈條稱(chēng)之為“光伏產(chǎn)業(yè)”，包括高純多晶硅原材料生產(chǎn)、太陽(yáng)能電池生產(chǎn)、太陽(yáng)能電池組件生產(chǎn)、相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備的制造等。工業(yè)和信息化部2015年8月19日公布數(shù)據(jù)顯示，上半年我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)同比增長(zhǎng)30%。同時(shí)，產(chǎn)品價(jià)格穩(wěn)中有升，企業(yè)經(jīng)營(yíng)普遍好轉(zhuǎn)，國(guó)內(nèi)前4家多晶硅企業(yè)均實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)產(chǎn)，前10家組件企業(yè)平均毛利率超15%，進(jìn)入光伏制造行業(yè)規(guī)范公告名單的29家組件企業(yè)平均凈利潤(rùn)率同比增長(zhǎng)6.5個(gè)百分點(diǎn)。

太陽(yáng)電池片采用只需一次燒結(jié)的共燒工藝，同時(shí)形成上下電極的歐姆接觸。銀漿、銀鋁漿、鋁漿印刷過(guò)的硅片，經(jīng)過(guò)烘干使有機(jī)溶劑完全揮發(fā)，膜層收縮成為固狀物緊密粘附在硅片上，這時(shí)可視為金屬電極材料層和硅片接觸在一起。當(dāng)電極金屬材料和半導(dǎo)體單晶硅加熱達(dá)到共晶溫度時(shí)，單晶硅原子以一定的比例溶入到熔融的合金電極材料中。單晶硅原子溶入到電極金屬中的整個(gè)過(guò)程是相當(dāng)快的，一般只需幾秒鐘時(shí)間。溶入的單晶硅原子數(shù)目取決于合金溫度和電極材料的體積，燒結(jié)合金溫度越高，電極金屬材料體積越大，則溶入的硅原子數(shù)目也越多，這時(shí)的狀態(tài)被稱(chēng)為晶體電極金屬的合金系統(tǒng)。如果此時(shí)溫度降低，系統(tǒng)開(kāi)始冷卻形成再結(jié)晶層，這時(shí)原先溶入到電極金屬材料中的硅原子重新以固態(tài)形式結(jié)晶出來(lái)，也就是在金屬和晶體接觸界面上生長(zhǎng)出一層外延層。如果外延層內(nèi)含有足夠量的與原先晶體材料導(dǎo)電類(lèi)型相同的雜質(zhì)成份，這就獲得了用合金法工藝形成歐姆接觸;如果在結(jié)晶層內(nèi)含有足夠量的與原先晶體材料導(dǎo)電類(lèi)型異型的雜質(zhì)成份，這就獲得了用合金法工藝形成P.N結(jié)。

一般網(wǎng)帶式燒結(jié)爐采用電熱絲作為加熱元件，主要通過(guò)熱傳導(dǎo)對(duì)工件進(jìn)行加熱，無(wú)法實(shí)現(xiàn)急速升溫。只有輻射或微波能夠迅速加熱物體，而輻射加熱具有使用經(jīng)濟(jì)、安全可靠、更換方便等優(yōu)點(diǎn)。所以太陽(yáng)電池片燒結(jié)爐基本都采用紅外石英燈管作為主要加熱元件。它的設(shè)計(jì)需注意以下三個(gè)問(wèn)題：

1、加熱管的結(jié)構(gòu)形式

為實(shí)現(xiàn)燒結(jié)段的溫度尖峰，需在很短的爐膛空間內(nèi)布置足夠的加熱功率。有短波孿管和短波單管兩種結(jié)構(gòu)可以選擇，其線(xiàn)性功率密度均達(dá)到60kW/m2。雖然短波孿管擁有更高的單根功率(相當(dāng)于兩根單管并聯(lián))，但由于其制造工藝復(fù)雜，對(duì)石英玻璃管的質(zhì)量要求更高，制造成本約是單管的2.5倍。因此，在實(shí)際使用中，大多采用單管。

2、紅外輻射吸收光譜

當(dāng)紅外輻射能量被工件吸收時(shí)，該物質(zhì)所特有的吸收光譜需與發(fā)射光譜相匹配，才能在短時(shí)間內(nèi)大效率地吸收輻射能。因此，在燒結(jié)的不同階段，所選用的紅外石英燈管也是不同的。在烘干段，要讓有機(jī)溶劑和水分迅速揮發(fā)，采用中波管輔助熱風(fēng)加熱是正確的;在預(yù)燒段，要讓基片獲得充分均勻的預(yù)熱，中波管良好的紅外輻射、均衡的吸收及穿透能力，正好符合要求;在燒結(jié)段，短時(shí)間內(nèi)使基片達(dá)到共晶溫度，短波管能做到這一點(diǎn)。

3、加熱管的固定方式

燒結(jié)段的溫度峰值在850℃左右，此時(shí)燈管的表面溫度將達(dá)到1100℃，接近石英管的使用極限，稍微過(guò)熱產(chǎn)生氣孔就會(huì)立刻燒毀燈管。而在燈管的引出導(dǎo)線(xiàn)部位，由于焊接導(dǎo)線(xiàn)的金屬片和石英玻璃密封在一起，二者熱膨脹系數(shù)不一致，如果此處溫度過(guò)高就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力裂紋，造成燈管漏氣。因此燈管在爐膛中的安裝固定方式十分重要。圖2為紅外燈管在爐膛中的一種固定方式。這種固定方式要求燈管的冷端距離爐壁至少80mm以上，保證引出導(dǎo)線(xiàn)部位的溫度不會(huì)過(guò)高;而且爐壁上安裝孔的直徑要比燈管大2～3mm，通過(guò)兩側(cè)的固定夾具將燈管懸空夾持在爐膛中。

太陽(yáng)能電池片的優(yōu)勢(shì)在于它可以利用太陽(yáng)光進(jìn)行無(wú)污染的發(fā)電，可以替代傳統(tǒng)發(fā)電方式，減少對(duì)環(huán)境的污染。此外，太陽(yáng)能電池片的壽命長(zhǎng)，幾乎不需要維護(hù)，也不需要供電線(xiàn)路，具有很高的可靠性。

但與此同時(shí)，太陽(yáng)能電池片的發(fā)電效率并不是很高，還無(wú)法滿(mǎn)足大規(guī)模發(fā)電的需求；太陽(yáng)能電池片也需要日照條件好才能有效發(fā)電，天氣不好或夜晚就無(wú)法發(fā)電。