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常州天合垂直一体化解决方案

作者:天合光能股份有限公司时间:2010-04-15 我要发布

关键词: 硅片 硅材料

以强大的垂直一体化业务模式为基础,硅锭、硅片、电池和组件全部自行生产,天合光能成功地发展成为光伏行业的领军企业。垂直一体化模式带来的更好的质量控制和更高的转换效率有助于持续不断地改进生产流程,确保为客户提供具有成本优势的优质产品。

基于晶硅的光伏价值链始于石英砂加工,以产生冶金级硅材料。这种材料还需经进一步纯化处理,生成半导体级或太阳能级多晶硅原料。包括购自半导体和太阳能行业的硅锭丢弃部分的头尾料、埚底料和破损硅片在内的可回收硅原材料也可用作原料。用可回收硅原材料制造硅锭有利于降低原材料的总体成本。但是,,使用可回收硅原材料的硅锭质量与多晶硅为原料相比相差更大。

在应用最为广泛的多晶硅太阳能产品生产流程中,原材料先在高温熔炉中熔化,然后通过晶化工艺形成硅锭。先对硅锭进行切割和成形处理,然后通过高精度切片技术制成硅片。再通过一种包括蚀刻、掺杂、涂层和敷设电触点等步骤的多步生产流程将硅片制成电池。在此基础上,将太阳能电池相互连接并封装起来,由此制成太阳能组件,再与电池和逆变器等系统组件一起发给系统集成商、服务提供商或直接销往最终用户,以便安装在并网或离网太阳能系统中。

 

硅材料

天合光能采购高纯度多晶硅,作为原材料的主要来源。除采用这种直接由硅制造商提供的高纯度多晶硅以外,天合光能还借助自主研发的专有配方利用其他太阳能和电子制造商原本要丢掉的硅材料。借助这一独特优势,天合光能获得了比其他公司来源更广的原材料。我们根据技术特性对可回收硅原材料进行测试和归类。然后,对这些可回收硅原料进行机械碾磨和化学清洁处理,再根据我们的专有配方进行混合。我们具备以适当比例混合各种材料的能力,这是生产优质硅锭的关键。2008 年第一季度,我们的平均硅利用率为 7.5 克/瓦。

 
 

硅锭

2005 年 8 月,我们通过拉晶机生产单晶硅棒。这使天合光能得以严格控制产品质量,优化多晶硅原料加工工艺,并从每千克多晶硅中获取更高利润。

生产单晶硅棒前,先要在拉晶炉中的石英坩埚中熔化硅材料。然后,将细薄的引晶棒放入熔化的原材料之中,以确定晶向。转动晶棒,然后从熔化的原材料中慢慢抽出,熔化的原材料在晶棒上凝固成单晶体。

我们从 2007 年 11 月开始多晶硅锭的量产。若要生产多晶硅锭,先要通过一种铸锭法在定向凝固系统 (DSS) 熔炉中将熔化的硅转变为块状。坩埚渐渐冷却,晶化由此开始,结果产生多晶硅锭块。由此产生的硅锭块由多个小晶体构成,而单晶硅锭则由单个晶体构成。

   
 
 

硅片

有效地切割硅片,就需要对多种变量进行仔细优化,其中包括机器速度、钢丝张力、砂浆成分和温度的大小。天合光能对硅片切割流程进行优化,使得流程与硅锭生产和原材料供应情况相吻合,生产的硅片在质量和厚度上均符合行业标准。天合光能与硅片切割设备领先企业 Meyer Burger 通力合作,以改进其切割工艺,从而在最大化硅利用率的同时为硅片质量提供有力保障。

目前,我们可将单晶硅片加工至 180 微米的厚度,将多晶硅片加工至 200 微米的厚度,同时还能保持较低的破片率。对硅锭进行检验之后,用牛头刨床对单晶硅锭进行方形成型处理。然后通过高精度切割技术,用钢丝锯和硅碳粉将方形硅锭切割成硅片。生产多晶硅片,先将硅锭切割成预定尺寸。测试完毕之后,对多晶硅锭进行切削处理,并用钢丝锯将硅锭的可用部分切割成硅片,所用高精度切割技术与切割单晶硅片所用的完全相同。插入框架之后,硅片需通过清洁流程,以移除先前流程带来的碎屑。检查硅片是否存在杂质,然后进行封装并运送到我们的太阳能电池生产厂。

   
 
 

电池片

目前,我们自行生产太阳能组件中用到的太阳能电池。硅锭和硅片生产线到位后,我们就开始了自行生产硅锭和硅片,将太阳能电池的生产外包给太阳能电池片制造商。为了降低对第三方太阳能电池片制造商的依赖,提高在太阳能电池和太阳能组件的生产效率,我们从 2007 年 4 月开始生产单晶硅电池,截至 2007 年 12 月 31 日,我们取得了 16.6% 的平均转换效率。2007 年 11 月,我们开始生产多晶硅电池,截至 2007 年 12 月 31 日,平均转换效率为 15.3%。我们目前拥有十条生产线,年生产能力为 250 MW。我们计划通过增加四条生产线,到 2008 年底将我们的年产能提高到 350 MW。

   
 

生产太阳能电池时,须用晶体硅片作为坯体。清洁表面并生成纹理之后,通过扩散法形成发射极。然后通过等离子蚀刻技术将硅片的前后面分离出来,清除扩散过程中形成的氧化物,由此形成电场。在此基础上,我们通过等离子增强型化学气在电池表面上敷设一层防折射涂层,从而提高对阳光的吸收。用金属油墨对电池前后两面进行屏幕打印,然后对电池进行耐火处理,以保持其机械和电气性能。对电池进行测试并根据参数分类。

 

组件

2004 年 11 月,我们开始生产太阳能组件并将年均组件生产能力从 2004 年 11 月的 6 MW/年提高到 2007 年 12 月 31 日的 150 MW/年。天合目前拥有 26 条生产线,计划将年生产能力提高到 350 MW。
组件装配涉及以下步骤:接通电池串电路,在一种性质特殊的耐用、透明的聚合物材料(称为 EVA)中对电池串进行层压处理,并将层板封装在一个前面采用玻璃(且通常采用 TPT 支撑材料,即聚氟乙烯薄膜和聚酯纤维的结合体)的铝框中,以保护电池不受物理应力影响。通过组件背部的接线盒和连接电缆,可将某个组件轻松地连接到安装站点的另一组件之中。

   
 

天合光能以一支技术娴熟、训练有素的员工队伍为依托,通过中国的一家完全一体化的工厂生产出极具成本优势的优质太阳能组件。天合光能始终贯彻先进的优质生产技术,确保其太阳能组件符合包括 ISO 9001 在内的各种国际标准。天合光能的核心组件已通过 IEC 61215、TUV 安全等级、CE 和 UL 认证。
天合光能大量生产品种繁多的单晶和多晶光伏产品,产品的输出功率从 165W 到 230W 不等。天合光能的最大客户均是来自欧洲,北美和亚洲的世界一流的系统安装商、批发商和经销商

 

系统

天合光能凭借多年的系统集成经验,在这一市场领域拥有较大的竞争优势。天合光能不但在中国拥有系统集成业务,其在该领域的丰富经验还提供了额外的机会,使其能够开发优质太阳能组件并销售给世界各地的主要系统集成商。

   
 

系统安装的范围非常广泛,涉及众多可能光伏应用,包括公用事业规模的光伏应用、商业及住宅屋顶应用、光伏建筑一体化 (BIPV) 应用以及农村地区的离网工业业和住宅太阳能系统。每类应用产品都为经济地应用光伏太阳能组件提出了特有的挑战。

在中国,天合光能设计并安装了用于离网应用的光伏系统,如城区户外公共设施、农场和村庄,还有偏远地区的电信和交通系统。2003 年,天合光能在西藏为中国光明工程安装了 39 个太阳能发电站,这是我们的第一个安装项目。自此以后,天合光能积极投身于其他系统安装项目。

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晶体硅太阳能组件,单晶系列太阳能组件,多晶系列太阳能组件,光伏电站系统集成

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