基于多晶硅金刚线切割工艺的光伏生命周期分析

金刚线切割工艺已经成为当今光伏产业硅片生产的主流技术。该文采用生命周期分析方法,以1 kW多晶硅太阳电池光伏发电系统为模型,研究使用金刚线切割工艺替代原来的砂浆切割技术后,这一技术更新所带来的光伏产品的能耗和碳排放量的降低效应。计算表明：应用金刚线切割工艺的光伏系统生命周期碳排放为1358.53 kg/kW,金刚线切割工艺较砂浆切割工艺减少碳排放290.83 kg/kW,相当于砂浆切割工艺总碳排的17.6%,减少了电力消耗和资源耗费。以年日照时数1800 h/a计算,基于金刚线切割技术的光伏系统全生命周期碳排放回收期可缩短至1.62 a。     

太阳能用晶体硅片切割技术

介绍了太阳能用晶体硅片切割技术的发展历史,简要分析了外圆切割、内圆切割和砂浆钢线切割技术,详细阐述了当前主流的金刚线切割技术,分析其相应设备及工艺技术的现状和发展趋势,并对未来的硅片切割技术进行了展望。     

2018年中国光伏技术发展报告(7)

<正>随着湿法黑硅技术的进步和产能放大,其设备成本会持续降低,电池效率增益的优势也会逐渐体现,在2018年湿法黑硅有可能实现大规模应用。1)金刚线切割多晶硅片的添加剂制绒方法(有机催化剂OCT)。多晶硅片的织构化技术通常使用"HF+HNO3+DIW"的腐蚀体系,该体系的腐蚀需要将硅片表面的切割损伤缺陷作为腐蚀起始的催化点。当使用金刚线切割多晶硅片时,硅     

金刚线切割多晶硅片预处理对太阳电池电性能的影响研究

目前,在太阳电池生产过程中多采用酸性混合溶液HF-HNO_3-H_2O对硅片表面进行织构化处理,即进行制绒处理,以降低硅片表面的反射率,进而提高太阳电池的光电转换效率。对基于金刚线切割的多晶硅片进行预处理,并研究预处理对太阳电池电性能的影响。首先在硅片制绒前先对其表面进行喷砂处理(即预处理),使其表面形貌的微观结构发生变化,进而在制绒处理时得到更优的绒面结构,同时调节与太阳电池制备过程匹配的工艺参数。实验结果证实,在制绒前对金刚线切割多晶硅片进行预处理可以使太阳电池的光电转换效率得到一定提升。     

粉煤热解气化过程颗粒大小变化的影响因素

在900℃固定床热解装置中,考察了诸多因素(水分、挥发分、热应力、热解时间以及介质氛围)对粒径为0．61～6．0mm的粉煤颗粒的颗粒大小的影响．结果表明,低挥发分福建无烟粉煤的热解过程仅发生一次碎裂,热解过程中煤粒大小的变化在1 min内即可完成,热应力对煤颗粒大小变化起主要作用,有5%～20%的煤颗粒爆裂为更小的颗粒,而水分与挥发分的挥发对煤粒大小变化的影响不明显；煤样高湿含量(15%)时对大煤粒(＞2．5 mm)在热解过程中粒径大小的变化有一定影响,但对小煤粒(＜1．6mm)几乎没有影响；热解过程中介质氛围对煤粒变化的影响很大,水蒸气对煤粒大小变化的影响要比空气大,而混合气介质(空气/水蒸气)介于这两者之间．     

热处理对SACM645销轴力学性能的影响

对直径110mm的SACM645销轴进行了不同的热处理工艺试验,试验结果表明经910±10℃油淬(保温1.5min/mm)及630±10℃水冷(保温3min/mm)热处理后SACM645销轴的力学性能可满足厂标30.85.089中对38CrMoAlA的要求。     

光伏制造业:现状、前景及研究需求(二)

(2)非切割硅片 目前,线切割技术的进步已使硅片厚度降低到180μm,但仍有超过50％的硅料浪费在锯屑或切口中.这些硅碎末虽可重复利用,但人们希望能彻底取消线切割工艺.无切割硅片能明显降低硅用量(目前工业平均水平为3～6g/W).20世纪70年代,研究者已经研发出从熔融硅中直接制备硅片的技术,经过几十年的发展,这类技术目前已推向市场,主要包括边缘薄膜生长(EFG)技术及硅带技术.EFG技术采用毛细管原理,硅片直接通过石墨细管从熔融硅中提拉.     

毛竹颗粒燃料成型工艺研究

以毛竹废弃物为原料,采用自制设备制备毛竹成型颗粒,分析了粉碎粒径、含水率、预热温度、成型压力对颗粒成型的影响,并以松弛密度、耐久度为指标,采用单因素及正交试验对毛竹成型颗粒制备工艺参数进行了优化。结果表明:当粒径小于0.38 mm,含水率为15%,预热温度为125℃,成型压力为20 MPa时,成型效果最好,此时成型颗粒的松弛密度为1.110 g/cm3,耐久性为0.955。该工艺的优化设计为毛竹废弃物制备成型颗粒工艺参数的选择提供了参考。     

柠条燃烧特性及燃烧动力学研究

应用热分析仪对柠条生物质燃料的燃烧过程进行分析,研究颗粒度、升温速率和风量对燃烧特性与动力学参数的影响。结果表明:(1)颗粒度为0.16 mm试样在升温速率为20 K/min,风量为40 mL/min的工况下,着火温度为221.1℃,最大燃烧速率温度为336.2℃,燃尽温度为559.4℃,最大燃烧速率0.6 mg/min,平均燃烧速率为0.129mg/min,相对于10 K/min和30 K/min升温速率,20 K/min工况下的燃料动力学参数最优,活化能为39.094 kJ/mol,频率因子为2.175×10~7L/min;(2)升温速率的增大会使平均燃烧速率和燃烧特性指数增大,着火温度降低;风量对燃烧速率无影响,但较大风量不利于挥发分析出和燃烧稳定性;颗粒度对挥发分析出有显著影响,颗粒度较大时需较高升温速率和风量才可充分燃烧,而颗粒度较小时即使风量较小也能充分燃烧。     

线切割中碳化硅体积磨损的研究

根据三体磨损理论建立砂浆在线切割过程中磨粒碳化硅(SiC)体积磨损率的模型,在一定的载荷工艺下,首先结合切割前后碳化硅粒径变化及碎屑粒径分布,指导在线砂浆系统的参数调整,用于去除碎屑进行砂浆回收,结果表明需去除碎屑粒径在2.8μm以下;其次通过对体积磨损的计算指导新砂添加量,用以回收后砂浆切割能力的恢复以及在线系统循环损耗量的补充,结果显示,添加碳化硅体积磨损量的新砂可有效稳定砂浆切割能力。     

单颗粒玉米秸成型燃料管式炉燃烧特性实验

为了设计和优化玉米秸成型颗粒燃烧机,在卧式管式炉中实验研究了燃烧条件(炉温、颗粒长度、空气流量)对单个玉米秸成型颗粒燃烧过程的影响。结果表明:炉温700℃时,固体的熔融和烧结会阻碍燃烧过程;成型颗粒内部温度和炉温有一定的差别,各温度(500～900℃)下燃烧灰的水溶性较低,均13%;成型颗粒长度(20～50 mm)、空气流量(150～550 L/h)对燃烧过程的影响很小;与木质颗粒相比,玉米秸成型颗粒热解强度低,燃烧时间更长。实验结果将为秸秆颗粒燃烧机的设计和优化提供参考。     

未来光伏发电技术的发展趋势预测

近些年,光伏发电技术的迭代速度较快,在光伏发电技术发展的长河中,薄膜太阳电池技术的市场占有率逐渐下滑、单晶硅太阳电池技术逐渐取代了多晶硅太阳电池技术、金刚线切割技术取代了砂浆切割技术、背钝化(PERC)太阳电池技术取代了常规铝背场(BSF)太阳电池技术,每一轮技术变革都意味着应对不力的光伏企业将陷入经营困境.因此,科学...     

硅片切割线痕对太阳电池电性能影响的研究

金刚线切割是目前光伏行业主要的单晶硅片切割方式,但硅片被切割后其表面会留有线痕。首先对切割线痕在硅片表面的分布状态及线痕形貌在硅片碱制绒前后的变化进行了量化分析,然后针对硅片表面不同线痕深度对太阳电池电性能及良率的影响进行了研究,最后在硅片线痕深度小于等于15μm的基础上,分析了硅片线痕对细栅的影响机理。得到以下结论：1)金刚线切割的硅片存在多种状态的线痕,碱制绒只是在微观层面形成了金字塔结构,但并不能改变线痕宏观层面的轮廓曲线。2)切割线痕会造成硅片表面形成V形沟壑,且当细栅与沟壑垂直时,会对丝网印刷时栅线的连续性造成一定影响。3)对于线痕深度为10～15μm的硅片,采用细栅垂直于线痕的丝网印刷方式时,太阳电池出现了严重的EL断栅及发黑现象,并且影响到其电性能;而采用细栅平行于线痕的丝网印刷方式时,降低了EL断栅概率,并且太阳电池电性能基本不受影响,但存在一定概率的局部印刷粗细不均的情况。该研究对提升太阳电池光电转换效率和良率有积极的参考价值。     

LG960QT钢LF-RH精炼过程夹杂物控制

采用数值模拟和物理模拟方法,针对LG960QT钢LF-RH精炼过程夹杂物控制进行了研究。结果表明,LF炉采用85～90 L/min(标准)底吹气量时对夹杂物的去除作用最佳。RH炉采用浸渍深度600 mm,匹配提升气体气量160 m~3/h(标准)时能达到比较理想去除夹杂物效果,实际处理时间一般为25 min。工艺优化后,精炼结束后钢液氧含量降低到(11～15)×10~(-6)。     

GTL燃料发动机排气颗粒数密度和粒径分布的试验研究

采用两级稀释取样装置和扫描迁移颗粒粒径分析仪(SMPS),研究了燃用天然气合成油(GTL)发动机排气颗粒的数密度和粒径分布特征,并同原柴油机的颗粒排放进行了比较,发现发动机燃用GTL时,中间转速(n=1400 r/min)下,排气颗粒多呈峰值粒径为50～80nm的单峰对数正态分布;高转速(n=2200r/min)下,呈分别包含核模态(峰值粒径为20～30nm)和积聚模态(峰值粒径为50～80nm)的双峰对数正态分布。而燃用柴油时,所有测试工况下,排气颗粒均呈包含核模态和积聚模态的双峰对数正态分布。与燃用柴油相比,怠速工况下,燃用GTL后总颗粒数密度和体积分数没有显著下降,而其它工况下总颗粒数密度和体积分数显著下降,其中总数密度均下降一个数量级,总体积分数下降20%～60%;燃用CTL后,排气中核模态数密度显著下降,某些工况下积聚模态数密度有所下降,这与GTL燃料中的芳香烃和硫含量均较低有关。     

基于灰关联度的TC17切削力和表面粗糙度工艺参数优化

针对难加工材料TC17进行铣削试验,分析工艺参数对切削力、表面粗糙度的影响规律,采用灰关联度方法进行多目标工艺参数优化,得出当v=140 m/min,ap=0.8 mm,ae=0.4 mm,f=0.04 mm/s获得最小切削力和最佳表面质量。优化结果可以为实际切削加工中工艺参数的选择以及加工结果的预测提供重要的理论依据。     

线切割跟踪监测系统的应用

本文分析了工具分厂SKX－341线切割机床在安装“线切割跟踪监视系统”前后，其线切割加工的工艺特点，通过应用试验，证明了该系统在线切割加工中具有较好的经济价值，为线切割工艺水平的提高提供了新路子。     

冷却水中重悬浮颗粒影响沸腾传热的试验研究

试验研究了冷却水中添加氧化铁(Fe3O4/Fe2O3)颗粒在高温钢坯冷却过程中影响沸腾传热的性质。系统分析了冷却水(悬浮液)喷淋初速度、加入重颗粒的粒径、质量分数等因素对热钢坯温度下降强度、传热热流密度、沸腾传热系数、过冷沸腾长度等参数的影响,总结了冷却水中引入重悬浮颗粒用以强化沸腾传热的优化方案。     

苯电催化加氢SPE电极的制备研究

研究了在离子交换膜上用化学沉积和浸渍还原制备SPE电极Pt/Nafion的方法,利用SEM和荧光显微镜对Pt在膜上的形态进行了研究,并以交换电流密度为指标,评价电极苯加氢性能。研究结果表明:用化学沉积法制备的电极载铂量较大,交换电流密度较小,铂颗粒堆积密集,且主要分布在膜的外侧;而用浸渍还原法制备的电极载铂量较小,交换电流密度较大,铂颗粒主要分布在膜的内侧;因此确定采用浸渍还原法制备SPE电极。浸渍还原法的优化条件为:Pt(NH3)4Cl2浓度0.8mmol/L,浸渍时间40min,NaBH4浓度1.2mmol/L,还原时间2h,反应温度50℃,     

双环模结构生物质颗粒燃料设备的研制与性能分析

针对目前市场上成型燃料设备能耗高、连续运行能力差等缺点,通过对国内外双环模颗粒成型技术的进展介绍和原理分析,确定双环模的设计参数,研制并运行了SHM-300型双环模颗粒成型设备。研究设备运行过程中转数、水分等因素对造粒产量的影响,对比分析了玉米秸秆粉、花生壳粉、锯末3种原料的造粒成型效果。结果表明,在原料是水分含量15%~18%的条件下,玉米秸秆粉、花生壳粉、锯末的产量分别为533 kg/h、456 kg/h、294 kg/h,其中玉米秸秆粉造粒成型的外观较好,长度为10~30 mm,密度为1.1 g/cm3;花生壳粉造粒成型的外观稍好,长度为10~30 mm,密度为1.0 g/cm3;而锯末造粒成型的外观稍差,长度为10~20 mm,密度为0.8 g/cm3。