2 组件原材料介绍

《2 组件原材料介绍》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第二章主要原材料介绍第一节晶体硅电池片一、半导体物理知识硅材料主要特性semiconductor电阻率介于金属和绝缘体之间并有负的电阻温度系数的物质称为半导体。导体室温时电阻率约在10-5～10+7欧/米之间，温度升高时电阻率指数则减小。1、硅原子结构硅（Si）原子序数为14，即它的原子核周围有14个电子，按照如图1所示分层轨道排列。图1图22、能带分布在孤立的原子中，电子只能在各个轨道运行，不同轨道的能量不同。在晶体中原子的距离很近，相邻原子的电子轨道相互重叠相互影响，每个原子电场相互叠加。如图2所示。3、硅掺杂定义1）为获取需要的材料，人们将某种杂质加到半导体材料

2、中的过程叫掺杂；2）把5价电子磷掺杂到纯净的硅晶格后，多出1个自由电子、约0.04eV的能量，从而产生电子导电运动，同时磷原子缺少1个电子而变成带正电的磷离子，由于磷离子在晶体中起放电作用，所以把5价磷称为施主型杂质，也叫做N杂质；3）把3价电子硼掺杂到纯净的硅晶格后，少出1个自由电子，所以要从硅原子价键中获取1个电子来填充，同时硅原子产生1个空穴，而变成带负电。所以把3价硼称为受主型杂质，也叫做P杂质。图3二、太阳能电池结构如图（4），常规硅太阳能电池结构简述为：1、P层为基体为基区，厚0.18-0.3mm；2、P层上的N层为顶区，也称为发射区，厚度为0.2-0.5

3、μm，它为重掺杂；3、P层和N层的交界处为PN结；4、N层顶区上形成的欧姆接触电极称为上电极。它有母线与若干子栅线构成；5、基体下层形成的欧姆接触电极称为下电极；6、上下电极均为金属材料制作，其功能是将电能引出（正面主栅线表面是银浆，经过高温处理后，和硅片形成银硅合金结；背面是铝膜烧结，主栅线经过高温烧结后形成银铝合金结）；7、在电池受光面有一层减反射膜，是为了更好吸收阳光（硅片在印刷之前要对正面进行腐蚀处理，形成许多“金字塔”式的表面，增加电池片的受光面积，各个金字塔面互相反射，有效地激活电池片的内部）。图4三、太阳能电池发电原理1、用于太阳能电池的半导体材料是一种

4、介于导体和绝缘体之间的特殊物质，和任何物质的原子一样，半导体的原子也是由带正电的原子核和带负电的电子组成，半导体硅原子的外层有4个电子，按固定轨道围绕原子核转动。当受到外来能量的作用时，这些电子就会脱离轨道而成为自由电子，并在原来的位置上留下一个“空穴”，在纯净的硅晶体中，自由电子和空穴的数目是相等的。如果在硅晶体中掺入硼、镓等元素，由于这些元素能够俘获电子，它就成了空穴型半导体，通常用符号P表示；如果掺入能够释放电子的磷、砷等元素，它就成了电子型半导体，以符号N代表。若把这两种半导体结合，交界面便形成一个P－N结；2、太阳能电池的P－N结就像一堵墙，阻碍着电子和空穴

5、的移动。当太阳能电池受到阳光照射时，电子接受光能，向N型区移动，使N型区带负电，同时空穴向P型区移动，使P型区带正电。这样，在P－N结两端便产生了电动势，也就是通常所说的电压。这种现象就是“光生伏打效应”。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。3、在PN结交界面处N区一侧带正电荷，P区一侧带负电荷，空间电荷区中自建电场的方向自N区指向P区。由于光照可以在空间电荷区内部产生电子－空穴对，它们分别被自建电场扫向N区和P区,就如同有一个电子由P区穿过空间电荷区到达N区,形成光致电流。在空间电荷区附近一定范围内产生的电子－空穴对，只要它们

6、能通过扩散运动到达空间电荷区,同样可以形成光致电流,光照产生的电子和空穴扩散运动所能走的距离为扩散长度。光致电流使N区和P区分别积累了负电荷和正电荷，在PN结上形成电势差,引起方向与光致电流相反的N结正向电流。当电势差增长到正向电流恰好抵消光致电流的时候，便达到稳定情况，这时的电势差称为开路电压。如果PN结两端用外电路连接起来，则有一股电流流过，在外电路负载电阻很低的情况，这股电流就等于光致电流，称为短路电流。四、太阳能电池特性1、光电转换效率η%评估太阳电池好坏的重要因素；2、单体电池电压V：0.4V——0.6V由材料物理特性决定；3、填充因子FF：评估太阳电池负载

7、能力的重要因素。FF=(Im×Vm)/(Isc×Voc)×100%；其中：Isc—短路电流，Voc—开路电压，Im—最佳工作电流，Vm—最佳工作电压；4、标准光强与环境温度地面：AM1.5光强，1000W/m2，t=25℃；5、温度对电池性质的影响，例如：在标准状况下,AM1.5光强，t=25℃某电池板输出功率测得为100Wp,如果电池温度升高至45℃时，则电池板输出功率就不到100Wp。五、太阳电池的运输、贮存在有外包箱的情况下贮存条件为：通风、干燥、相对湿度小于60%、温度不高于30℃,要求单独存放，贮存期限半年。第二节EVA一、EVA的介绍1、