1.晶体硅太阳电池的基本原理和制造工艺流程

1.晶体硅太阳电池的基本原理和制造工艺流程

ID:1399625

大小:1.15 MB

页数:11页

时间:2017-11-11

1.晶体硅太阳电池的基本原理和制造工艺流程_第1页
1.晶体硅太阳电池的基本原理和制造工艺流程_第2页
1.晶体硅太阳电池的基本原理和制造工艺流程_第3页
1.晶体硅太阳电池的基本原理和制造工艺流程_第4页
1.晶体硅太阳电池的基本原理和制造工艺流程_第5页
资源描述:

《1.晶体硅太阳电池的基本原理和制造工艺流程》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在应用文档-天天文库

1、第一章晶体硅太阳电池的基本原理和制造工艺流程晶体硅太阳电池已经成为当今光伏工业的主流,随着单晶硅、多晶硅太阳电池工厂的新近投资,这种作用还将持续下去[1]MartinA.Green,PresentandFutureofCrystallineSiliconSolarCells,TechnicalDigestoftheInternationalPVSEC-14,Bangkok,Thailand,2004PL-4。从1954年Chapin,Fuller和Pearson研制成功硅PN结太阳电池以来,这一利用p

2、-n结光伏效应工作的器件经过半个世纪的改进和演变,发展成为具有多种几何结构和相应的制造流程的一类太阳电池产品。到目前为止,尽管被称为“第二代光伏器件”的薄膜太阳(CdTe、CIS、非晶硅、微晶硅、多晶硅、硅-锗合金)电池也取得了进展,但在短期内仍然无法替代晶体硅太阳电池。关于太阳电池的基本特性,Hovel已作出了全面的论述[2]H.J.Hovel,SolarCells,inR.K.WillardsonandA.C.Beer,Eds.,SemiconductorsandSemimetals.Vol.11

3、.Academic,NewYork,1975:“PhotovoltaicMaterialsandDevicesforTerrestrialApplications.”IEEETech.Dig.Int.ElectronDeviceMeet.,1979.p.3.2]。我们按照太阳电池的器件结构、硅p-n结太阳电池的基本工作原理到一般的制造工艺流程的顺序进行介绍。1.晶体硅太阳电池的器件结构晶体硅太阳电池的基本结构见图1.,它由扩散法在表面形成的浅PN结,正面欧姆接触栅格电极,覆盖于整个背面的欧姆接触电极以

4、及正面减反射膜构成。图1.硅PN结太阳电池基本结构图2.PERT太阳电池结构高效率晶体硅太阳电池则有着更为复杂的结构和制造流程,如钝化发射极太阳电池PESC(passivatedemittersolarcell),钝化发射极和背面太阳电池PERC(passivatedemitterandrearcell),钝化发射结背面点接触太阳电池PERL(passivatedemitter,rearlocally-diffused)cells,钝化发射极背面全扩散太阳电池PERT(passivatedemitte

5、r,reartotally-diffused)cells,具有本征层的(a-Si)/(c-Si)异质结太阳电池(HITTM电池),倾斜蒸发电极MIS-n+p太阳电池OECO(obliquely-evaporated-contact),V型机械刻槽埋栅电极太阳电池(BuriedContactSolarCellwithV-groovedsurface),背面接触电极太阳电池(BacksideContactSolarCell)等等。这些高效率晶体硅太阳电池,主要特点是充分考虑到引起光电转换效率损失的因素,在

6、器件结构上进行了仔细的设计。图2.、图3.所示分别为PERT太阳电池、PERL太阳电池结构。图3.PERL太阳电池结构图4.丝网印刷电极太阳电池结构11目前商业化生产的大多数晶体硅太阳电池,采用1970年代开发出的丝网印刷电极结构,见图4。这种结构的太阳电池具有制造过程简单,设备产能较高的优点。缺点是采用丝网印刷的正面电极在解决金属—半导体接触电阻和PN结的光电特性以及遮光问题之间不能令人满意。激光刻槽埋栅电极太阳电池,见图5,是澳大利亚新南威尔士大学光伏研究中心MartinA.Green教授及其研究

7、团组,在1980年代将实验室高效晶体硅太阳电池技术低成本应用于商业生产的一个范例。这种太阳电池的优点是正面兼有轻掺杂的受光区域和重掺杂的电极接触区域(激光刻槽),因此,在改善金属—半导体接触电阻时,不必牺牲正面受光区域的PN结光电特性,同时可以最大限度地减小电极的遮光面积。缺点是设备产能较低。图3.激光刻槽埋栅电极太阳电池结构图4.丝网印刷选择性发射极示意丝网印刷选择性发射极太阳电池,在器件结构上与激光刻槽埋栅电极太阳电池相似,在制造工艺上更加简化,电极接触的“重”掺杂区和接收光照的“轻”掺杂区使用丝

8、网印刷磷浆在一次扩散步骤中形成,见图4.。2.硅PN结太阳电池的基本工作原理2.2.1太阳辐射[3]施敏.著,黄振岗译,半导体器件物理,电子工业出版社,1987年12月第一版。太阳发出的辐射能来自核聚变反应。每秒钟约有6×1011kg的H2转变为He,净质量损失约为4×103kg,这一质量损失通过爱因斯坦关系(E=mc2)转变为4×1012J的能量。此能量主要作为从紫外到红外和无线电频段(0.2至3μm)的电磁辐射发射出去。太阳的总质量目前约为2×103

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。