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本书构建了光伏电池及光伏组件从基础理论至加工工艺的全方位知识体系，主要内容有：光伏电池材料及组件的基础知识，多晶硅原料的制备，单晶硅的制造，多晶硅锭的制造，光伏电池片的制造，光伏电池片的分选、测试和切割，光伏电池片的焊接，光伏组件叠层与层压，光伏组件装框与清洗，光伏组件的检测与装箱。
本书内容详实，既注重理论知识的阐述，又紧密结合光伏组件生产的实际需求，力求做到理论与实践的完美结合。本书采用丰富的图表和实例，有助于读者更好地理解和掌握光伏组件加工的关键技术和工艺流程。
本书可作为高等职业院校光伏工程技术专业和新能源发电工程类专业的教学用书，也可供光伏产业工程技术人员参考。
为方便教学，本书配有电子课件等，凡选用本书作为教材的教师，可以来电（010-88379375）咨询或登录机械工业出版社教育服务网（www.cmpedu.com）注册下载。
本书是一本兼顾理论与实践的专业教材，可满足工科学生、科研人员及工程技术人员系统学习有限元分析与结构仿真的需求。本书在内容编排上由浅入深、循序渐进，涵盖数值计算方法、弹性力学、有限元理论、软件操作等核心内容，以及多种结构仿真类型和大量工程实例分析。本书内容全面，重点突出，注重实用与可操作性；配套的软件实操内容步骤清晰、案例典型。
本书可作为高等院校机械、土木、航空航天、汽车等相关专业的教材，也可供相关领域工程技术人员参考。
目录
前言
第1章 光伏电池材料及组件的基础
知识 1
1.1 硅单质及其性质 1
1.1.1 硅元素 1
1.1.2 硅的物理、化学性质 2
1.1.3 硅的分类及其应用 2
1.2 硅化合物及其性质 5
1.2.1 二氧化硅 5
1.2.2 硅的卤化物 6
1.2.3 三氯氢硅 6
1.2.4 硅烷 7
1.3 晶体基础知识 7
1.3.1 晶体与非晶体 7
1.3.2 典型的晶体结构 9
1.3.3 硅的晶体结构 10
1.3.4 晶体缺陷 12
1.3.5 晶体的形核及生长 15
1.4 光伏发电基础知识 18
1.4.1 光伏发电简介 18
1.4.2 光伏发电系统的构成与功能 21
1.4.3 光伏发电系统的应用领域 23
1.5 光伏组件的加工工艺流程 25
1.5.1 光伏组件的组成 25
1.5.2 光伏组件的分类 29
1.5.3 光伏组件加工流程 34
本章小结 36
思考题与练习题 36
第2章 多晶硅原料的制备 37
2.1 工业硅的制备 37
2.1.1 工业硅的制造原理 37
2.1.2 工业硅的制造流程 38
2.2 改良西门子法制备多晶硅 42
2.2.1 三氯氢硅的合成 44
2.2.2 三氯氢硅的提纯 47
2.2.3 三氯氢硅的还原 50
2.3 硅烷热分解法制备多晶硅 56
2.3.1 硅烷的制备 57
2.3.2 硅烷的提纯 58
2.3.3 硅烷的热分解 59
本章小结 60
思考题与练习题 60
第3章 单晶硅的制造 62
3.1 直拉法制备单晶硅棒 62
3.1.1 直拉法制备单晶硅棒原理
及其优点 63
3.1.2 直拉法制备单晶硅棒流程及
相关概念 65
3.1.3 直拉单晶炉 66
3.2 悬浮区熔法制备单晶硅棒 69
3.2.1 区域熔炼 69
3.2.2 悬浮区熔单晶硅 72
3.3 其他方法制备单晶硅棒 74
3.3.1 磁控直拉法 74
3.3.2 无接触坩埚技术 76
3.3.3 连续加料直拉法 77
本章小结 78
思考题与练习题 78
第4章 多晶硅锭的制造 79
4.1 铸造多晶硅锭的制备 79
4.1.1 铸造多晶硅锭的制备原理及
定向凝固 80
4.1.2 铸造多晶硅锭的制备流程 82
4.1.3 铸造多晶硅锭制备温度影响 95
4.2 铸造多晶硅锭的缺陷和杂质分析 96
4.2.1 铸造多晶硅锭缺陷分析 96
4.2.2 铸造多晶硅锭杂质分析 97
本章小结 98
思考题与练习题 98
第5章 光伏电池片的制造 100
5.1 硅片制造 100
5.1.1 单晶硅片的加工 100
5.1.2 多晶硅片的加工 105
5.1.3 硅片腐蚀和抛光 106
5.1.4 硅片清洗 110
5.2 光伏电池片的制造 113
5.2.1 光伏电池片制绒 113
5.2.2 光伏电池片扩散制结 116
5.2.3 光伏电池片去周边层和PSG 118
5.2.4 光伏电池片镀减反射膜 121
5.2.5 光伏电池片丝网印刷和烧结 126
5.2.6 光伏电池片测试分选与包装 128
本章小结 130
思考题与练习题 131
第6章 光伏电池片的分选、测试和
切割 132
6.1 光伏电池片的分选和测试 132
6.1.1 光伏电池片的分选 132
6.1.2 光伏电池片的测试 133
6.1.3 光伏电池片分选测试机 134
6.2 光伏电池片的切割 137
6.2.1 激光划片工艺 137
6.2.2 激光划片机 138
本章小结 141
思考题与练习题 141
第7章 光伏电池片的焊接 142
7.1 手工焊接前的准备 142
7.1.1 材料准备 143
7.1.2 焊接材料和设备相关知识 145
7.2 光伏电池片手工单焊和串焊 147
7.2.1 光伏电池片手工单焊 147
7.2.2 光伏电池片手工串焊 152
7.3 光伏电池片自动焊接 155
7.3.1 认识自动串焊机 155
7.3.2 手工焊接与自动焊接的比较 164
7.3.3 焊接的优化 167
本章小结 170
思考题与练习题 170
第8章 光伏组件叠层与层压 171
8.1 光伏组件叠层材料备料及测试 171
8.1.1 叠层材料及材料准备 171
8.1.2 叠层材料测试 177
8.2 光伏组件叠层及优化 179
8.2.1 叠层过程 179
8.2.2 叠层的优化 182
8.3 光伏组件层压及优化 184
8.3.1 层压设备介绍 184
8.3.2 层压过程 189
8.3.3 层压的不良品分析及优化 190
本章小结 193
思考题与练习题 194
第9章 光伏组件装框与清洗 195
9.1 光伏组件装框 195
9.1.1 光伏组件修边 195
9.1.2 光伏组件装配边框 197
9.2 光伏组件接线盒的安装及组件清洗 202
9.2.1 接线盒的安装 202
9.2.2 光伏组件清洗 206
本章小结 207
思考题与练习题 207
第10章 光伏组件的检测与装箱 208
10.1 光伏组件的检测 208
10.1.1 光伏组件的检测标准 208
10.1.2 光伏组件的性能测试 211
10.2 光伏组件装箱 215
10.2.1 光伏组件装箱标准 215
10.2.2 光伏电池组件装箱操作流程 216
本章小结 217
思考题与练习题 217
参考文献 218
前言
在全球能源转型的浪潮中，太阳能光伏技术已成为实现“双碳”目标的核心路径之一。光伏组件作为光伏发电系统的核心载体，其加工技术直接关系到能源转换效率、系统寿命及产业竞争力。本书致力于提升新能源发电工程类专业学生在光伏产品生产与制造方面的职业能力和素养，精心构建了一个从基础理论至加工工艺的全方位知识体系，旨在为光伏领域培育出更多高素质技术技能人才。本书是安徽省服务新兴产业特色专业（群）—光伏工程技术服务新兴产业特色专业（群）的建设成果之一，同时也是安徽省一流核心示范金课—光伏电池及组件加工技术的研究成果之一。本书也是安徽省高水平教材。
本书有以下特点：
1）书中所叙述的基本概念、术语以及列出的技术参数图表，均遵循现行国家标准。
2）本书内容详实，既注重理论知识的阐述，又紧密结合光伏组件生产的实际需求，力求做到理论与实践的完美结合。本书采用丰富的图表和实例，有助于读者更好地理解和掌握光伏组件加工的关键技术和工艺流程。
3）本书弥补了部分同类教材仅单独介绍光伏电池材料或光伏组件加工技术，却忽略了将二者融合的缺陷，将光伏电池材料与光伏组件加工技术紧密关联，构建起一个完整的知识体系，有助于读者更深入地理解和掌握光伏产品及其生产制造的全流程。
4）在章节编排上，本书充分考虑到读者的学习习惯和知识吸收的规律，每个章节都循序渐进，从基础到深入，既保证了知识的连贯性和系统性，又使得教学过程更加流畅和便捷。本书各章紧密相连、逐步深入，形成了一个完整的知识链条，不仅有助于读者系统地掌握光伏产品及其生产与制造的相关知识，还能提高学习兴趣和效率。
5）在内容选择方面，本书遵循学科知识体系的完整性原则，力求降低难度，强调实用性，以使读者能够轻松掌握光伏组件生产与制造的关键技能，为其在光伏领域的未来发展奠定坚实基础。
6）本书文字简洁，有助于读者在阅读过程中快速理解内容；插图明晰，所选图例力求贴合生产实际。
本书由滁州职业技术学院张信群教授任主编。本书编写分工如下：第1章和第6章由张信群编写，第2章、第7章、第8章由滁州职业技术学院刘倩编写，第3章、第10章由阜阳职业技术学院刘志云编写，第4章由刘倩和天津轻工职业技术学院马思宁共同编写，第5章、第9章由安徽电子信息职业技术学院王磊编写，全书由张信群和刘倩统稿。滁州隆基乐叶光伏科技有限公司、福斯特（滁州）新材料有限公司等企业的技术专家负责指导教材编写和审稿并提供部分案例，他们能够把握企业对读者学习本课程应达到的要求，从而保证本书内容能够紧紧围绕岗位技能需要而展开。本书由湖南财经工业职业技术学院汪哲能教授主审。
本书在编写过程中还参考了大量书籍、论文和网络资源，在此对相关书籍、论文及网络资源的作者致以诚挚的谢意。
由于编者水平有限，书中不足之处在所难免，恳请读者批评指正。
编 者
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- 金粉商城由金属加工杂志社创办。《金属加工》（原名《机械工人》），创刊于1950年，距今已经有70年历史，是面向金属加工工艺及装备领域的专业期刊。金粉商城目前经营工业类专业图书。
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