利用太陽能電池(也稱光伏 (PV) 電池)發電的普及程度在過去十年間大幅提高,絲毫沒有衰減的跡象。在電網智能化、發電方式多元化以及能源消費個體參與程度最大化等方面,太陽能技術的應用都將發揮至關重要的作用。大規模太陽能發電將變得越來越普遍,如今每千瓦電價已經與傳統能源(例如核能和天然氣)不相上下。
近年來,太陽能發電市場明顯回暖,2015年至2016年期間,裝機容量甚至增長了50%。中國擁有世界上最大的太陽能發電市場,其新增裝機容量占據全球總量的一半。而亞太地區更已成為全球太陽能發電量最大的地區,2016年的總裝機容量達到147.2 GW,超越了歐洲和美國。
隨著監管框架、市場規劃和基礎設施投資方式的日益完善,全球太陽能發電市場的發展在未來幾年內可能會有所放緩。但隨著太陽能發電成為最經濟的大規模實用發電技術,到2020年前后,它可能會再次進入高速發展的快車道。從長遠來看,住宅和商業建筑物采用的分布式“屋頂”太陽能發電裝置將會贏得可觀的市場份額。
歐洲光伏產業協會 (SolarPower Europe) 認為全球太陽能裝機容量到2021年可達到約1 TW(萬億瓦)。此外,到2030年歐盟必須實現可再生能源 (RES) 比重至少達到35%的目標,以履行其到2050年將成員國國內溫室氣體排放量降低至1990年排放水平的20%的承諾。未來幾年,市場對光伏發電設備的需求可能會不斷增加,太陽能電池制造商和太陽能產業鏈中的其他公司將迎來重大發展機遇。

光伏裝備制造
由于光伏制造行業具有明顯的規模經濟效應,因此全自動化連續生產非常普遍。標準單晶光伏電池以摻磷硅 (Si) 為基體(吸收體),表面具有摻氮薄層和防反射涂層。n型和p型半導體之間的勢壘稱為p-n結,允許在對側聚積電子和正穴(正電荷),而不會重新復合。
當光線照射到光伏電池上時,電荷因吸收光子能量而逃逸并流向電池電極,從而產生開路電壓。多塊電池集成在一個太陽能模塊中,隨后一個模塊又與其他模塊聯接,由此產生大量電能。
太陽能電池板基本制造流程概括如下:
硅片制備
表面織構(降低反射率)
p-n結形成(濕化學工藝)
氧化物蝕刻(去除不需要的表層)
防反射涂層
金屬接觸曬印(絲網印刷)
金屬接觸熱處理(燒結)
邊緣隔離(激光燒蝕)
測試與分類
每一制造環節以及期間的所有處理步驟均需要用到運動控制技術,而其中最具挑戰性的工藝環節則是精確沉積金屬接觸層。銀和鋁漿利用絲網印刷工藝噴涂在每個硅晶片的正面和背面。光伏電池的向陽面印有一系列寬度約為100微米的精細接觸指,間距為2 mm,并覆蓋有兩或三條垂直母線。電池背陽面在金屬化區域具有一組對應的母線。正反面母線的主要功能是收集電流,并與導電電極進行機械接觸。
