最新太阳能电池原理及生产ppt课件PPT.ppt 70页

'太阳能电池原理及生产ppt 主要内容太阳能电池的发展历史太阳能电池市场状况及趋势太阳能电池定义和分类太阳能电池的结构及工作原理太阳能电池的生产工艺太阳能电池的应用 1.太阳能电池的发展历史1954年世界第一块实用化太阳能电池在美国贝尔实验室问世，幷首先应用于空间技术。当时太阳能电池的转换效率为8％。1973年世界爆发石油危机，从此之后，人们普遍对于太阳能电池关注，近10几年来，随着世界能源短缺和环境污染等问题日趋严重，太阳能电池的清洁性、安全性、长寿命，免维护以及资源可再生性等优点更加显现。一些发达国家制定了一系列鼓舞光伏发电的优惠政策，幷实施庞大的光伏工程计划，为太阳能电池产业创造了良好的发展机遇和巨大的市场空间，太阳能电池产业进入了高速发展时期，幷带动了上游多晶硅材料业和下游太阳能电池设备业的发展。在1997－2006年的10年中，世界光伏产业扩大了20倍，今后10年世界光伏产业仍以每年30％以上的增长速度发展。 2.太阳能电池市场状况及趋势2.1太阳能电池的市场状况1998年以前，单晶硅电池占世界光伏生产的主导地位其次是多晶硅电池。从1998年开始，多晶硅电池开始超过单晶硅跃居第一。非晶硅从20世纪80年代初开始商业化生产，但由于效率低和光衰减问题，市场份额增加不快。CdTe电池从20世纪80年代中期开始商业化生产，市场份额增加缓慢，除技术因素外，人们对Cd的毒性的疑虑也是原因之一。CIS电池的产业化进程比较缓慢，原因是生产过程中化学剂量比难以控制，大面积均匀性和重复性较差。 2.2太阳电池的未来发展趋势2.2.1商业化趋势1998年以前，单晶硅电池占市场主导地位，其次是多晶硅电池。从1998年起，多晶硅电池开始超过单晶硅跃居第一。非晶硅从80年代初开始商业化，由于效率低和光衰减问题，市场份额先高后低。CdTe电池从80年代中期开始商业化生产，市场份额增加缓慢，Cd的毒性是原因之一；CIS电池的产业化进程比较缓慢，生产工艺难于控制，In是稀有元素；Sanyo公司a-Si/c-Si电池商业化仅两三年，发展迅速 2001、2002年各种电池的市场份额和开始商业化时间.电池技术市场份额%商业化时间单晶硅35.13－29.4670‘初(地面应用)多晶硅47.33－54.4470年代末非晶硅8.62－5.580年代初A-Si/c-Si(n)4.61－5.990年代末带硅3.48－3.380年代中薄硅/陶瓷0.26－0.390年代中CdTe0.39－0.380年代中CIS0.18－/00年代初 2001、2002年太阳电池的产量及份额20012002mc-Si184.8547.33%278.954.44%Sc-Si137.1835.13%150.9129.46%a-Si33.688.62%28.015.5%a-Si/Cz18.04.61%30.05.9%RibbonSi13.63.48%16.93.3%CdTe1.530.39%1.60.3%CIS0.70.18%-Si/LCS1.00.26%1.70.3%C-Si/Sc-Si3.70.7% 2.2.2技术发展趋势2.2.2.1硅基电池:硅是地球上丰度第二大元素，资源丰富(以石英砂形式存在)；环境友好；电池效率高，性能稳定；工艺基础成熟。硅基电池是目前光伏界研究开发的重点、热点晶硅电池的产业化技术硅基薄膜电池 研究开发方向：晶硅电池:①提高电池/组件效率高效钝化技术：TiO2，SiNx,H、SiO2,a-Si。。高效陷光技术：减反射，表面织构化，背反射等，选择性发射区(前)，背表面场(BSF)，细栅或者单面技术，高效封装技术－最佳封装材料的折射率等。 ②简化、改进工艺－自动化、环保、低成本；如硅片薄化及其工艺，③材料的国产化和提高性能；硅基薄膜电池①低温过程(PECVD)<300℃，非晶、微晶、微非迭层－效率、稳定性，柔性衬底②低温过程>900℃,多晶硅基薄膜电池，廉价衬底； 2.2.2.2化合物电池CIGS电池：提高效率，大面积重复性，S代SeCdTe电池：提高效率，大面积重复性Gratzel电池－高效染料，固体或准固态电解质，提高效率，大面积重复性有机电池－高效电子受体和给体以及材料，提高效率3.新型概念电池：量子点、量子阱电池，中间带光伏电池，带隙递变迭层电池等，尚处在理论探索、概念研究和验证阶段。 3.太阳能电池定义和分类太阳能电池，又称光伏器件，是一种利用光生伏特效应把光能转变为电能的器件。它是太阳能光伏发电的基础和核心。 太阳能电池分类按结构分类同质结太阳电池异质结太阳电池肖特基太阳电池 按材料分类硅太阳电池敏化纳米晶太阳电池有机化合物太阳电池塑料太阳电池无机化合物半导体太阳电池 按光电转换机理传统太阳电池激子太阳电池 4.太阳能电池的结构及工作原理 太阳能电池的结构 太阳能电池发电原理 5.太阳能电池的生产工艺导电玻璃膜切割清洗检测镀铝电极沉积PN结老化检测封装成品检测 太阳能电池组件生产工艺组件线又叫封装线，封装是太阳能电池生产中的关键步骤，没有良好的封装工艺，多好的电池也生产不出好的组件板。电池的封装不仅可以使电池的寿命得到保证，而且还增强了电池的抗击强度。产品的高质量和高寿命是赢得可客户满意的关键，所以组件板的封装质量非常重要。流程：1、电池检测—2、正面焊接并检验—3、背面串接并检验—4、敷设（玻璃清洗、材料切割、玻璃预处理、敷设）—5、层压—6、去毛边（去边、清洗）—7、装边框（涂胶、装角键、冲孔、装框、擦洗余胶）—8、焊接接线盒—9、高压测试—10、组件测试—外观检验—11、包装入库 工艺简介电池测试：由于电池片制作条件的随机性，生产出来的电池性能不尽相同，所以为了有效的将性能一致或相近的电池组合在一起，所以应根据其性能参数进行分类；电池测试即通过测试电池的输出参数（电流和电压）的大小对其进行分类。以提高电池的利用率，做出质量合格的电池组件。正面焊接：是将汇流带焊接到电池正面（负极）的主栅线上，汇流带为镀锡的铜带，我们使用的焊接机可以将焊带以多点的形式点焊在主栅线上。焊接用的热源为一个红外灯（利用红外线的热效应）。焊带的长度约为电池边长的2倍。多出的焊带在背面焊接时与后面的电池片的背面电极相连 背面串接：背面焊接是将36片电池串接在一起形成一个组件串，我们目前采用的工艺是手动的，电池的定位主要靠一个膜具板，上面有36个放置电池片的凹槽，槽的大小和电池的大小相对应，槽的位置已经设计好，不同规格的组件使用不同的模板，操作者使用电烙铁和焊锡丝将“前面电池”的正面电极（负极）焊接到“后面电池”的背面电极（正极）上，这样依次将36片串接在一起并在组件串的正负极焊接出引线。层压敷设：背面串接好且经过检验合格后，将组件串、玻璃和切割好的EVA、玻璃纤维、背板按照一定的层次敷设好，准备层压。玻璃事先涂一层试剂（primer）以增加玻璃和EVA的粘接强度。敷设时保证电池串与玻璃等材料的相对位置，调整好电池间的距离，为层压打好基础。（敷设层次：由下向上：玻璃、EVA、电池、EVA、玻璃纤维、背板）。 组件层压：将敷设好的电池放入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热使EVA熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起；最后冷却取出组件。层压工艺是组件生产的关键一步，层压温度层压时间根据EVA的性质决定。我们使用快速固化EVA时，层压循环时间约为25分钟。固化温度为150℃。修边：层压时EVA熔化后由于压力而向外延伸固化形成毛边，所以层压完毕应将其切除。装框：类似与给玻璃装一个镜框；给玻璃组件装铝框，增加组件的强度，进一步的密封电池组件，延长电池的使用寿命。边框和玻璃组件的缝隙用硅酮树脂填充。各边框间用角键连接。 焊接接线盒：在组件背面引线处焊接一个盒子，以利于电池与其他设备或电池间的连接。高压测试：高压测试是指在组件边框和电极引线间施加一定的电压，测试组件的耐压性和绝缘强度，以保证组件在恶劣的自然条件（雷击等）下不被损坏。组件测试：测试的目的是对电池的输出功率进行标定，测试其输出特性，确定组件的质量等级。 组件高效和高寿命如何保证：高转换效率、高质量的电池片；高质量的原材料，例如：高的交联度的EVA、高粘结强度的封装剂（中性硅酮树脂胶）、高透光率高强度的钢化玻璃等；合理的封装工艺员工严谨的工作作风；由于太阳电池属于高科技产品，生产过程中一些细节问题，一些不起眼问题如应该戴手套而不戴、应该均匀的涂刷试剂而潦草完事等都是影响产品质量的大敌，所以除了制定合理的制作工艺外，员工的认真和严谨是非常重要的。 6.太阳能电池的应用上世纪60年代，科学家们就已经将太阳电池应用于空间技术——通信卫星供电，上世纪末，在人类不断自我反省的过程中，对于光伏发电这种如此清洁和直接的能源形式已愈加亲切，不仅在空间应用，在众多领域中也大显身手。如：太阳能庭院灯、太阳能发电户用系统、村寨供电的独立系统、光伏水泵（饮水或灌溉）、通信电源、石油输油管道阴极保护、光缆通信泵站电源、海水淡化系统、城镇中路标、高速公路路标等。欧美等先进国家将光伏发电并入城市用电系统及边远地区自然界村落供电系统纳入发展方向。太阳电池与建筑系统的结合已经形成产业化趋势 用户太阳能电源1.小型电源10-100W不等，用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电，如照明、电视、收录机等太阳能电源太阳能逆变器 2.3-5KW家庭屋顶并网发电系统； 3.光伏水泵：解决无电地区的深水井饮用、灌溉 交通领域如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。 通讯/通信领域太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统；农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。 石油、海洋、气象领域石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等风云三号气象卫星的太阳能电池 海洋气象监测标 家庭灯具电源如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等。 光伏电站10KW-50MW独立光伏电站、风光（柴）互补电站、各种大型停车厂充电站等。 第八章胆碱受体阻断药Cholinoceptorblockingdrugs——M胆碱受体阻断药 第一节阿托品和阿托品类生物碱 阿托品类生物碱(atropaalkaloid)阿托品类生物碱及其来源植物名称主要生物碱颠茄(Atropabelladonna)莨菪碱曼陀罗(Daturastramonium)莨菪碱洋金花(Daturasp.)东莨菪碱莨菪(Hyoscyamusniger)莨菪碱唐古特莨菪(Scopoliatangutica)山莨菪碱 【体内过程】吸收--口服、肌注均可吸收；分布--全身组织（包括血脑屏障及胎盘屏障）排泄--80%经肾排泄,少量经消化道和乳汁排泄。t1/2--2～4小时 【作用机制】阿托品是M-R的竞争性阻断药阿托品可与M-R结合竞争性地拮抗ACh或胆碱受体激动药对M-R的激动作用。大剂量对NN-R也有阻断作用。 作用特点拮抗外源性ACh的作用强于内源性Ach对M受体选择性较高，但大剂量也可阻断N受体对M受体各亚型的选择性低药理作用随剂量增加依次出现 【药理作用】1.抑制腺体分泌2.扩瞳、升高眼压和调节麻痹3.松弛内脏平滑肌4.解除迷走神经对心脏的抑制5.扩张血管改善微循环作用6.中枢兴奋作用 【药理作用】1抑制腺体分泌☆0.5mg：唾液腺和汗腺敏感-口干、皮肤干燥；☆1.0mg：泪腺、呼吸道腺体分泌减少；☆较大剂量：抑制胃液分泌，但对胃酸影响小。 2对眼的作用作用于M受体瞳孔括约肌及睫状肌松弛☆扩瞳(dilatuipupils)☆升高眼内压(enhanceintraocularpressune)☆调节麻痹(regulatoryparalysis) M-R激动药与M-R阻断药对眼的作用 3松弛内脏平滑肌特点☆平滑肌过度活动或痉挛时，作用明显；☆降低胃肠道平滑肌蠕动的幅度及频率☆对胃肠、尿道、膀胱逼尿肌作用明显☆对胆管的解痉作用弱☆对括约肌的作用取决于其功能状态。 4对心脏的作用◆心率：1～2mg–加快心率（阻断窦房结的M2-R）◆房室传导：加快（解除迷走神经对心脏抑制作用）◆心率减慢：阿托品阻断节后副交感神经元突触前膜M1受体减弱突触中ACh对递质释放的负反馈作用ACh释放增加 5扩张血管大剂量可解除小血管痉挛，增加组织灌流量，改善微循环,对皮肤血管扩张作用明显。机制：不清,与阻断M-R无关。可能是直接对血管的扩张作用或是由于体温升高后的代偿性散热反应。 6兴奋中枢神经◆1-2mg：轻度兴奋延脑、大脑；◆5mg：明显兴奋延脑、大脑；表现-烦躁不安、多言、幻觉等。◆10mg：出现明显中枢中毒症状，表现-定向障碍、运动失调，惊厥等。也可由兴奋转入抑制，出现昏迷及呼吸麻痹。 【临床用途】1解除平滑肌痉挛●胃肠绞痛、膀胱刺激症状–较好；●胆、肾绞痛–较差，常与吗啡或哌替啶合用2制止腺体分泌减少呼吸道及唾液腺的分泌●麻醉前给药-防止吸入性肺炎；●严重盗汗、流涎症。 3眼科应用虹膜睫状体炎：消退炎症、防止虹膜与晶状体粘连。检查眼底：扩瞳,但调节麻痹维持2-3天,完全恢复需7-12天，所以已被后马托品取代。验光配镜：使睫状肌充分麻痹，以正确检验出屈光度，目前只在儿童验光时使用。 4治疗缓慢型心律失常窦性心动过缓、窦房阻滞、房室传导阻滞及窦房结功能低下而出现的室性异位节律。5抗休克用于感染性休克解除小血管痉挛、舒张外周血管、改善微循环6解救有机磷中毒及某些毒蕈类中毒。 【不良反应】1副作用：口干、皮肤干燥、便秘、视力模糊、心悸等。2中毒：轻度-上述症状加重、呼吸加深加快、高热、谵妄、惊厥等中枢兴奋症状；严重-中枢由兴奋转为抑制，出现昏迷、呼吸抑制等。中毒解救：M-R激动药毛果芸香碱、Ach-E抑制药新斯的明；对症治疗或使用中枢镇静药。最小致死量：成人80-130mg,儿童10mg。 【禁忌症】禁用：青光眼(closureglaucoma)前列腺增生休克伴有体温升高和心率快者。慎用：眼压高、心梗。 山莨菪碱(anisodamine，654-2)抑制唾液分泌和扩瞳作用仅为阿托品的1/20～1/10，因不易进入中枢，故其中枢兴奋作用少见。山莨菪碱可对抗ACh所致的平滑肌痉挛和抑制心血管作用，对血管痉挛的解痉作用的选择性相对较高，改善微循环。主要用于感染性休克，也可用于内脏平滑肌绞痛，如胃肠平滑肌痉挛、胆道疼痛等。 东莨菪碱(scopolamine)治疗剂量时即可引起中枢神经系统抑制主要用于麻醉前给药抑制腺体分泌中枢抑制作用尚可用于晕动病治疗。防晕作用可能与其抑制前庭神经内耳功能或大脑皮层功能有关，可与苯海拉明合用以增加疗效。也可用于妊娠呕吐及放射病呕吐。对帕金森病也有一定疗效，可改善患者的流涎、震颤和肌肉强直等症状，可能与其中枢抗胆碱作用有关。优于阿托品 第二节阿托品的合成代用品 一、合成扩瞳药(syntheticmydriasisdrug)后马托品（homatropine）托吡卡胺（tropicamide）环喷托酯(cyclopentolate)尤卡托品(eucatropine) 二、合成解痉药 （一）季铵类异丙托溴铵、噻托溴铵主要用于治疗慢性阻塞性肺部疾病，甲溴东莨菪碱、溴丙胺太林等主要用于胃、十二指肠溃疡，胃肠痉挛和泌尿道痉挛等疾病。 （二）叔胺类甲磺酸苯扎托品，盐酸苯海索用于治疗由帕金森病和抗精神病药引起的锥体外系的副作用（中枢的抗胆碱作用）。其他均为缓解平滑肌痉挛的药物其中贝那替嗪（胃复康）还有抑制胃液分泌和安全作用 三、选择性M1受体阻断药 哌仑西平(pirenzepine)为选择性M1受体阻断药属三环类药物可抑制胃酸及胃蛋白酶的分泌，用于消化性溃疡的治疗在治疗剂量时较少出现口干和视力模糊等反应不易进入中枢，故无阿托品样中枢兴奋作用。 替仑西平(telenzepine)为哌仑西平同类物其对M1受体的选择性阻断作用更强。'