知识与资讯

Knowledge and information

首页

知识与资讯

“玻璃”为何能发电？揭秘碲化镉光伏组件的生产制备工艺——碲化镉光伏系列文章4

发布时间：

2025-11-23 00:00

“玻璃”为何能发电？揭秘碲化镉光伏组件的生产制备工艺——碲化镉光伏系列文章4

有产业咨询机构数据显示，2023年中国碲化镉行业的市场规模达到了约120亿元人民币，同比增长15%。预计到2025年，市场规模将进一步扩大至160亿元人民币，年复合增长率约为14%。碲化镉薄膜太阳能电池作为光伏领域的重要技术路线，正以其独特的材料特性和制造优势，在BIPV领域悄然崛起。那么，一块完整的碲化镉发电玻璃究竟是如何诞生的？本文将带您深入解析碲化镉光伏组件精密的制造流程，并剖析其微观的电池结构。

五层基本结构解析

碲化镉薄膜太阳能电池的构成

光伏组件是光伏发电系统的核心组成部分，薄膜电池现已发展出包括碲化镉（CdTe）、铜铟镓硒（CIGS）、砷化镓（GaAs）、非晶硅薄膜、钙钛矿等多种技术路线，碲化镉是目前为止市占率最高的薄膜组件，在薄膜组件中占比超过95%。碲化镉薄膜太阳能电池的p-型吸收层近年普遍采用合金化材料，统称CdTe-基吸收层，大大提升了太阳能电池的电流输出。与其它太阳能电池相比，碲化镉薄膜太阳能电池结构比较简单；一般而言，基本结构由五层组成，即玻璃衬底、透明导电氧化层（TCO层）、碲化镉（CdTe）-基吸收层、背缓冲层和背电极。

玻璃衬底层通常使用的是透明导电氧化物（TCO）作为前电极，有效收集电池的电流，同时TCO薄膜高透和减反射的功能也能让大部分光进入吸收层。前缓冲层既要让阳光畅通无阻地进入电池内部，又要改善吸收层与TCO的界面性能，有效地传输和收集电子。能够有效阻截电子无序运动，减少无功复合，从而提升转换效率。CdTe-基吸收层负责“吃光发电”，是电池最厚的核心层。作为光吸收层将光子转化为电子-空穴对。这些载流子在电场作用下分离形成电流，完成光能到电能的转换。背缓冲层常常使用掺杂的半导体材料，用于收集电流并完成电路闭合。背电极层负责把收集到的空穴传导出去，完成电流的输出。

制造流程

从玻璃到发电组件的蜕变

从一块普通的玻璃到能够发电的光伏组件，碲化镉组件的制造是一个复杂的过程，仿佛一场精密的“炼金术”。它包含一系列关键的步骤，每一步都至关重要，共同成就了这块“发电玻璃”，其制备流程主要包括以下四部分：玻璃基板预处理：对于作为基底的玻璃要经过试剂、超声等多环节的严格清洗，以保持玻璃表面的洁净度。同时对四个边和角都进行打磨处理，去应力，确保后续镀膜的附着力和均匀性。膜层制备：这是碲化镉电池的核心制造环节。在商业化的带前缓冲层的TCO基板上，沉积CdTe-基吸光层，这一步骤通常采用的技术有CSS近空间升华法（以国内龙焱能源为代表）、气相传输沉积（以美国First Solar为代表）等。随后对膜层进行退火处理，进一步提升电池性能。CdTe薄膜层的沉积质量直接决定了电池的发电性能，因而这一环节需要对沉积温度、气压、薄膜的厚度等进行精确控制，以便保证电池的转换效率。激光刻划：一块完整的碲化镉发电基板的制成至少需要经历数道激光划刻。通过分步骤切开不同膜层，来实现把膜层分割成多个子电池、实现内部子电池之间的正负极连接以及组件整体绝缘的目的。产品封装：所有的功能层都完成后，组件就需要被“保护”起来。铺设引线后，通过层压工艺将电池片与EVA胶膜、背板玻璃等材料固定在一起，起到防潮和绝缘的作用，提高组件的耐候性。碲化镉组件的制造流程是一个精密且复杂的过程，除了以上步骤，还包括切边、接线盒焊接、耐压测试、IV测试等环节。

产业链图景

国产碲化镉的短链优势

与晶硅产业链相比，碲化镉的产业链要短很多。晶硅产业链从上游的多晶硅料，到中游的硅片和电池片，再到下游的光伏组件，每一个环节都依赖大量的生产设备、配套设施以及资金投入。碲化镉组件制造展现出高度的集约化生产特点。以龙焱能源新一代超大尺寸碲化镉组件产线为例，一条1300米的全自动生产线即可覆盖从光伏玻璃前处理（包括边缘磨削与清洗）至碲化镉薄膜沉积，再至组件集成与成品测试的完整工艺链。龙焱凭借其在碲化镉光伏领域的深耕，已构建起极具代表性的产业链。其不仅自主掌握了碲化镉薄膜太阳能电池的关键技术和配套生产装备的核心知识产权，更实现了产业链制造环节的全面国产化，从而消除了“卡脖子”的供应链安全隐患。

据了解，目前龙焱大尺寸碲化镉组件每瓦生产成本已与主流晶硅组件基本持平。随着碲化镉组件产业规模扩大、生产工艺持续优化以及生产设备逐步标准化，其生产线成本还将进一步下降。因此，不论是从初期设备投资，还是从生产过程中的能耗来看，碲化镉光伏产业链都表现出显著优势。碲化镉薄膜电池技术以其独特的产业链协同和精密的制造工艺，成功地将普通玻璃转化为高效的太阳能发电组件。其核心逻辑在于，通过对基础原材料的深度提炼，利用精湛的薄膜沉积和激光加工技术，构建出层次分明、功能优化的发电单元，最终集成为适用多种场景的光伏组件。未来，碲化镉薄膜太阳能电池技术正朝着更高效率、更低成本和更广应用方向发展。这股隐形的绿色力量，必将在未来的能源版图中扮演越来越重要的角色。