认识太阳能晶硅电池.doc

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1、认识太阳能硅晶电池太阳能电池发展历史：太阳能电池已经有30多年的发展历史。目前世界各国研制的硅太阳能电池种类繁多，；主要系列有单晶、多晶、非晶硅几种。其中单晶硅太阳能电池占50％，多晶硅电池占20％、非晶占30％。我国光伏发电发展需解决的关键问题。太阳能光伏发电发展的瓶颈是成本高。为此，需加大研发力度，集中在降低成本和提高效率的关键技术上有所突破，主要包括：a)晶体硅电池技术。降低太阳硅材料的制备成本：开发专门用于晶体硅太阳能电池的硅材料，是生产高效和低成本太阳电池的基本条件；同时实现硅材料国产化和提高性能，从产业链的源头，抓好降低成本工作。提高电池／组件转换效率：高效钝化技术，高效陷光

2、技术，选择性发射区，背表面场，细栅或者单面技术，封装材料的最佳折射率等高效封装技术等。光伏技术的发展以薄膜电池为方向，高效率、高稳定性、低成本是光伏电池发展的基本原则。“晶硅”太阳能电池的选材硅是太阳能电池应用中的一种理想材料，硅无毒，是地壳中储量第二大的元素。大量使用时，环境污染和资源耗尽的威胁小。由于硅广泛应用于微电子工业，已经有了完备的技术基础。鉴于以上优点，目前绝大多数商业化的太阳能电池理所当然是用硅制作的，硅主要分为单晶硅、大晶粒硅（大晶粒的多晶硅）和非晶硅三种形式。为保证非晶硅有一定的电学特性，在硅中加入了10%的氢，形成硅氢合金。于是材料的特性与单一的单晶硅有了很大的区别。

3、太阳能电池的种类按照材料分类1）硅太阳能电池：以硅为基体材料（单晶硅、多晶硅、非晶硅）2）化合物半导体太阳能电池：由两种或两种以上的元素组成具有半导体特性的化合物半导体材料制成的太阳能电池(硫化镉、砷化稼、碲化镉、硒铟铜、磷化铟)3）有机半导体太阳能电池：用含有一定数量的碳－碳键且导电能力介于金属和绝缘体之间的半导体材料制成的电池(分子晶体、电荷转移络合物、高聚物)铸造多晶硅单晶硅多晶硅非晶硅高纯多晶硅薄膜多晶硅带状多晶硅区熔单晶硅直拉单晶硅Ø结晶形态分单晶硅太阳电池单晶硅太阳能电池,是以高纯的单晶硅棒为原料的太阳能电池，是当前开发得最快的一种太阳能电池，在整个硅系列太阳能电池中，它的太

4、阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟，产品已广泛用于空间和地面。多晶硅太阳电池产品规格产品名称单晶硅片文件名称125×125单晶硅片产品规格125×125边长125×125±0.5mm直径165±0.5mm厚度200±20μm电阻率1~3~6Ω×cm少子寿命≥10ms晶向<100>±1°氧含量＜1×1018/cm3碳含量＜5×1016/cm3线痕深度≤15mmTTV≤30mm垂直度90°±0.3°翘曲度≤75mm碎片率≤3‰崩边崩边宽度≤0.5mm，长度≤1.0mm，数量≤2个。表面质量产品表面光洁，无异常油污、裂纹、针孔。多晶硅太阳电池多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，其

5、光电转换效率约12％左右，稍低于单晶硅太阳电池，但是材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。随着技术得提高，目前多晶硅的转换效率也可以达到14%左右。产品规格产品名称多晶硅片文件名称156×156多晶硅片产品规格边长156×156±0.5mm直径219.2±0.5mm厚度200±20μm电阻率1~3Ω×cm拉制方式浇铸法掺杂剂/型号Boron/P少子寿命≥2ms氧含量＜1×1018/cm3碳含量＜5×1017/cm3线痕深度≤15mmTTV≤30mm垂直度90°±0.3°翘曲度≤75mm碎片率≤3‰崩边崩边宽度≤0.5mm，长度≤1.0mm，数量≤2个。表面质量产品表

6、面光洁，无油污、裂纹、针孔。微晶单个微晶面积＜3×3mm2，整个微晶区域面积＜3×3cm2。单晶、多晶与非晶的区别多晶：短程有序，成百上千个原子尺度，通常是在微米的量级；非晶：局部有序，微观尺度，几个原子、分子尺度，一般只有十几埃至几十埃的范围；单晶：长程有序，宏观尺度，通常包含了整块固体材料。晶硅太阳能电池工作原理太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏打效应。所谓光生伏打效应就是当物体受到光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。当太阳光或其他光照射半导体的PN结时，就会在PN结的两边出现电压，叫做光生电压。 光生伏打效应: 当光照射到pn结上时，产生电

7、子--空穴对，在半导体内部P-N结附近生成的载流子没有被复合而到达空间电荷区，受内部电场的吸引，电子流入n区，空穴流入p区，结果使n区储存了过剩的电子，p区有过剩的空穴。它们在p-n结附近形成与势垒方向相反的光生电场。光生电场除了部分抵消势垒电场的作用外，还使p区带正电，N区带负电，在N区和P区之间的薄层就产生电动势，这就是光生伏特效应。