太阳能电池介绍

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1、多晶硅太阳能电池介绍PartOne太阳能电池简介01太阳能电池利用半导体材料的电子特性，把光能直接转换为电能。太阳能电池是指利用太阳光的能量发电的电磁种类。相对于普通电池和可循环充电电池来说，太阳能电池属于更节能环保的绿色产品。PartTwo太阳能电池基本原理02太阳能电池是由电性质不同的n型半导体和p型半导体连接合成，一边是p区,一边是n区，在两个相互接触的界面附近形成一个结叫p-n结，结区内形成内建电场，成为电荷运动的势垒。当太阳光入射到太阳电池表面上后,所吸收得能量大于禁带宽度，在p-n结中产

2、生电子-空穴对，在p-n结内建电场作用下，空穴向p区移动，电子向n区移动，从而在p区形成空穴积累，在n区形成电子积累。若电路闭合，形成电流。太阳能电池结构太阳能电池结构1、无机太阳能电池2、有机太阳能电池3、光化学太阳能电池太阳能电池分类1、无机太阳能电池2、有机太阳能电池3、光化学太阳能电池太阳能电池分类薄膜块状多晶硅单晶硅化合物半导体薄膜型硅薄膜型非晶硅多晶硅碲化镉砷化镓铜铟镓硒1、光化学太阳能电池光化学电池是通过光的催化作用促进电池的正负极反生电化学反应生成电。而太阳电池正负极之间没有化学反应

3、，只是光激发电子和空穴的产生，经过外电路后，电子与空穴复合。2、有机化合物太阳能电池以酞菁、卟啉、苝、叶绿素等为基体材料的太阳能电池。如有机PN结太阳能电池，有机肖特基太阳能电池等。如聚乙烯太阳能电池、共轭聚合物/C60复合体系太阳能电池等。3、无机化合物太阳能电池(1)薄膜太阳能电池指利用薄膜技术将很薄的半导体光电材料铺在非半导体的村底上面构成的光伏电池。这种电池可大大地减少半导体材料的消耗（薄膜厚度以μm计）从而大大地降低了光伏电池的成本。可用于构成薄膜光伏电池的材料有很多种．主要包括多晶硅、非

4、晶硅、碲化镉以及CIGS等。(2)单晶硅物太阳能电池单晶硅是硅的单晶体，具有基本完整的点阵结构的晶体,晶体排列整齐，可以由多晶硅熔炼而来。单晶硅太阳能电池的光电转换效率比多晶硅高，光电转换效率为17%左右，最高的达到24％，这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，单晶硅使用寿命使用寿命最高可达25年。(3)多晶硅太阳能电池熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅。由于结构特点，转换效率较略低，

5、约为15%，从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。多晶硅电池的结构和多晶硅工艺02PartTwo多晶硅太阳能电池板构成及各部分功能：总体结构图（1）钢化玻璃其作用为保护发电主体（电池片），且透光率高，延长电池片寿命（2）EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）：用来粘结固定钢化玻璃和发电主体（如电池片）。（透明EVA材质的优劣直接影响到组件的寿命，暴露在空气中的EVA易老化发黄，（3）多晶硅太阳能电池板：是多晶硅太阳能电池板的主体，主要作用

6、就是发电。（4）背板：作用是用来密封、绝缘、防水。（5）接线盒：其作用是保护整个发电系统，起到电流中转站的作用。（6）铝合金：保护层压件，起一定的密封、支撑作用。（7）硅胶：密封作用。目前，在工业中以及试验中主要的技术有：高纯多晶硅硅料主要生产方法三氯氢硅氢还原法（改良西门子法）硅烷法流化床法经过化学提纯得到的高纯多晶硅的基硼浓度应小于0.05ppba(十亿分之一原子比)，基磷浓度小于0.15ppba，金属杂质浓度小于1.0ppba。冶金法三氯氢硅氢还原法于1954年由西门子公司研究成功，因此又称为

7、西门子法。主要化学反应主要包括以下2个步骤：1、三氯氢硅（）的合成；2、高纯硅料的生产：西门子法问题：副产品HCl污染大，产物无法得到有效利用改良西门子法多晶硅制备工艺原理图改良西门子法工业硅硅粉氯气氯化氢合成三氯氢硅合成氯化氢气体三氯氢硅提纯干法回收四氯化硅氢化三氯氢硅三氯氢硅多晶硅还原还原尾气氢气氢气西门子法改进能耗比较改良西门子法改良西门子法不断改进，能耗不断下降，目前，国外先进工艺可达70KW.h/kg几种制备方法的比较方法原料产品用途副产品/环境是否有害优点缺点改良西门子法（产量占全球80

8、%以上）三氯氢硅太阳能级，电子级无污染最为成熟、最容易扩建的工艺相比较，能耗较高硅烷法（产量占全球12%左右）硅烷电子级，太阳能级氢气/基本无害成本低，环境友好硅烷气体无腐蚀性，热分解率高，产品纯度高，产量高硅烷气体是一种易燃易爆的气体，对系统的气密性要求较高，所以系统的硬件建设标准要求较高。冶金法（国内实验状态）冶金硅太阳能级氢气/基本无害成本低、建设周期短、无化学污染纯度问题是致命伤流化床法（国内实验状态）硅烷，三氯氢硅太阳能级少/基本无害能耗低，单台设备生产量大