【圖文】晶體硅太陽能電池的制造工藝

1、 3.全光譜利用結(jié)構(gòu) 目前對(duì)某一種光電池材料，能利用的光能只是與其能帶隙對(duì) 應(yīng)的光譜段。所以，對(duì)單晶硅，理論極限效率為2730。 太陽光中有大量的低能長(zhǎng)波光子，目前的太陽能電池?zé)o法有效地 將其轉(zhuǎn)換成高能短波光子，降低了太陽能電池的效率。德國(guó)馬 普聚合物研究所和索尼材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的專家通過大量試驗(yàn)， 找到了兩種新物質(zhì)，即乙基卟啉白金薄膜和二苯蒽，解決了陽 光中低能長(zhǎng)波光子向高能短波光子的轉(zhuǎn)換。這兩種被稱為“光 子傳遞者”的物質(zhì)具有不同的特性，一種作為吸收長(zhǎng)波光子的 “接收器分子”，另一種作為發(fā)射短波光子的“發(fā)射器分子”。 首先由“接收器分子”接收太陽光中的低能分子，然后將能束 傳遞給“發(fā)射器分子

2、”，由其以高能短波光子形式輸出。用它 們的組合結(jié)構(gòu)可以得到高效率光電轉(zhuǎn)換。 太陽能電池的發(fā)展趨勢(shì) 從上可知，作為太陽能電池的材料，III-V族化合物及CIS等系由 稀有元素所制備，盡管以它們制成的太陽能電池轉(zhuǎn)換效率很高，但 從材料來源看，它們將來不可能占據(jù)主導(dǎo)地位。而納米晶TiO2、納 米晶硅和聚合物修飾電極太陽能電池的研究剛剛起步，技術(shù)不成熟， 還處于探索階段，短時(shí)間內(nèi)不可能替代硅系太陽能電池。因此，從 轉(zhuǎn)換效率和材料的來源角度講，今后發(fā)展的重點(diǎn)仍是硅太陽能電池 特別是多晶硅和非晶硅薄膜電池。由于多晶硅和非晶硅薄膜電池具 有較高的轉(zhuǎn)換效率和相對(duì)較低的成本，將最終取代單晶硅電池，成 為市場(chǎng)的主導(dǎo)產(chǎn)品。 提高轉(zhuǎn)換效率和降低成本是太陽能電池制備 中考慮的兩個(gè)主要因素，對(duì)于目前的硅系太陽能電池，要想再進(jìn)一 步提高轉(zhuǎn)換效率是比較困難的。因此，今后研究的重點(diǎn)除開發(fā)新的 電池材料外，應(yīng)集中在如何降低成本上來，現(xiàn)有的高效率電池是在 高質(zhì)量的硅片上制成的，是最費(fèi)錢的部分。因此，在如何保證轉(zhuǎn)換 效率仍較高的情況下降低襯底的成本就顯得尤為重要。也是今后太 陽能電池發(fā)展急需解決的問題。 作業(yè) 1. 太陽能電池的工作原理是什麼？ 2. 太陽能電池有那些主要技術(shù)指標(biāo)？ 3. 示意畫出單晶硅太陽能電池的結(jié)構(gòu)。 4. 寫出單晶硅太陽能電池的主要工藝。 5. 目前正在研