(完整版)晶硅太陽能電池的特點和種類

晶體硅太陽能電池的種類及特色太陽能電池已經(jīng)有30多年的發(fā)展歷史。當(dāng)前生界各國研制的硅太陽能電池種類眾多，；主要系列有單晶、多晶、非晶硅幾種。此中單晶硅太陽能電池占50％，多晶硅電池占20％、非晶占30％。我國光伏發(fā)電發(fā)展需解決的要點問題。太陽能光伏發(fā)電發(fā)展的瓶頸是成本高。為此，需加大研發(fā)力度，集中在降低成本和提升效率的要點技術(shù)上有所打破，主要包含：a）晶體硅電池技術(shù)。降低太陽硅資料的制備成本：開發(fā)特意用于晶體硅太陽能電池的硅資料，是生產(chǎn)高效和低成本太陽電池的基本條件；同時實現(xiàn)硅資料國產(chǎn)化和提升性能，從家產(chǎn)鏈的源泉，抓好降低成本工作。提升電池／組件變換效率：高效鈍化技術(shù)，高效陷光技術(shù)，選擇性發(fā)射區(qū)，背表面場，細柵或許單面技術(shù)，封裝資料的最正確折射率等高效封裝技術(shù)等。光伏技術(shù)的發(fā)展以薄膜電池為方向，高效率、高穩(wěn)固性、低成本是光伏電池發(fā)展的基根源則。單晶硅在太陽能的有效利用中間，太陽能光電利用是近些年來發(fā)展最快，也是最具活力的研究領(lǐng)域。而硅資料太陽能電池?zé)o疑是市場的主體，硅基（多晶硅、單晶硅）太陽能電池占80%以上，每年全球需花費硅資料3000t左右。生產(chǎn)太陽能電池用單晶硅，固然收益比較低，可是市場需求量大，求過于供，假如進行規(guī)?；a(chǎn)，其收益仍舊很可觀。目前，中國擬建和在建的太陽能電池生產(chǎn)線每年將需要680多噸的太陽能電池用多晶硅和單晶硅資料，此中單晶硅400多噸，并且，需求量還以每年15%?20%的增添率迅速增添。硅系列太陽能電池中，單晶硅太陽能電池在實驗室里最高的變換效率為23%，而規(guī)模生產(chǎn)的單晶硅太陽能電池，其效率為15%，技術(shù)也最為成熟。高性能單晶硅電池是成立在高質(zhì)量單晶硅資料和有關(guān)的成熟的加工辦理工藝基礎(chǔ)上的。此刻單晶硅的電池工藝已近成熟，在電池制作中，一般都采納表面織構(gòu)化、發(fā)射區(qū)鈍化、分區(qū)混雜等技術(shù)，開發(fā)的電池主要有平面單晶硅電池和刻槽埋柵電極單晶硅電池。提升轉(zhuǎn)變效率主假如靠單晶硅表面微構(gòu)造辦理和分區(qū)混雜工藝。在此方面，德國夫朗霍費費萊堡太陽能系統(tǒng)研究所保持著世界當(dāng)先水平。該研究所采納光刻照相技術(shù)將電池表面織構(gòu)化，制成倒金字塔構(gòu)造。經(jīng)過改良了的電鍍過程增添柵極的寬度和高度的比率：經(jīng)過以上制得的電池轉(zhuǎn)變效率超出23％。單晶硅擁有完好的金剛石構(gòu)造。經(jīng)過混雜獲取n，P型單晶硅，從而制備出p／n結(jié)、二極管及晶體管，從而使硅資料有了真實的用途。單晶硅太陽能電池變換效率無疑是最高的，在大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中仍占有主導(dǎo)地位，但因為受單晶硅資料價錢及相應(yīng)的繁瑣的電池工藝影響，以致單晶硅成本價錢居高不下，要想大幅度降低其成本是特別困難的。多晶硅盡人皆知，利用太陽能有很多長處，光伏發(fā)電將為人類供給主要的能源，但目前來講，要使太陽能發(fā)電擁有較大的市場，被廣大的花費者接受，提升太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率，降低生產(chǎn)成本應(yīng)當(dāng)是我們追求的最大目標(biāo)，從當(dāng)前國際太陽電池的發(fā)展過程能夠看出其發(fā)展趨向為單晶硅、多晶硅、帶狀硅、薄膜資料(包含微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜)。從工業(yè)化發(fā)展來看，重心已由單晶向多晶方向發(fā)展，主要原由為：(1)可1供給太陽電池的頭尾料越來越少；(2)對太陽電池來講，方形基片更合算，經(jīng)過澆鑄法和直接凝結(jié)法所獲取的多晶硅可直接獲取方形資料；(3)多晶硅的生產(chǎn)工藝不停獲得進展，全自動澆鑄爐每生產(chǎn)周期(50小時)可生產(chǎn)200kg以上的硅錠，晶粒的尺寸達到厘米級；(4)因為近十年單晶硅工藝的研究與發(fā)展很快，其工藝也被應(yīng)用于多晶硅電池的生產(chǎn)，比如選擇腐化發(fā)射結(jié)、背表面場、腐化絨面、表面和體鈍化、細金屬柵電極，采納絲網(wǎng)印刷技術(shù)可使柵電極的寬度降低到很小的范圍，迅速熱退火技術(shù)用于多晶硅的生產(chǎn)可大大縮散工藝時間，單片熱工序時間可在一分鐘以內(nèi)達成，采納該工藝在100平方厘米的多晶硅片上作出的電池變換效率超出14％。多晶硅太陽能電池?fù)碛歇毜降膬?yōu)勢，與單晶硅比較，多晶硅半導(dǎo)體資料的價錢比較便宜，可是因為它存在著許多的晶粒間界而有許多的短處。多晶硅太陽能電池的實驗室最高變換效率為18%,工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的變換效率為12%?14%。當(dāng)前,太陽能多晶硅主要有三個根源，一是半導(dǎo)體多晶硅的碎片；二是半導(dǎo)體多晶硅的副產(chǎn)品，三是半導(dǎo)體多晶硅廠商用剩余的產(chǎn)能生產(chǎn)的太陽能多晶硅。高純多晶硅原料是半導(dǎo)體工業(yè)和光伏家產(chǎn)共同的上游原資料，2003年年末以來，光伏家產(chǎn)多晶硅原料求過于供，市場欠缺特別嚴(yán)重。多晶硅因為成本低，制備簡單，并能與傳統(tǒng)的硅工藝技術(shù)相容，所以它在一些場合成為單晶硅的代替品。非晶硅太陽能電池中的后起之秀。固然它從20世紀(jì)70年月中期才開始問世，但進展速度令人詫異。世界上廣泛以為，它將是人們最理想的一種低價太陽電池。其光電效率會跟著光照時間的持續(xù)而衰減，即所謂的光致衰敗SW效應(yīng)，使得電池性能不穩(wěn)固。解決這些問題的門路就是制備疊層太陽能電池，疊層太陽能電池是由在制備的PIN層單結(jié)太陽能電池上再堆積一個或多個PIN子電池制得的。疊層太陽能電池提升變換效率、解決單結(jié)電池不穩(wěn)固性的要點問題在于：(1)它把不一樣禁帶寬度的資料組合在一同，提升了光譜的響應(yīng)范圍；(2)頂電池的I層較薄，光照產(chǎn)生的電場強度變化不大，保證I層中的光生載流子抽出；(3)底電池產(chǎn)生的載流子約為單電池的一半，光致衰敗效應(yīng)減?。?4)疊層太陽能電池各子電池是串連在一同的。非晶硅太陽能電池因為擁有較高的變換效率和較低的成本及重量輕等特色，有著極大的潛力。但同時因為它的穩(wěn)固性不高，直接影響了它的實質(zhì)應(yīng)用。假如能進一步解決穩(wěn)固性問題及提升變換率問題，那么，非晶硅太陽能電池?zé)o疑是太陽能電池的主要發(fā)展產(chǎn)品之一?？傊?，僅非晶硅直是人們要點研究的課題。非晶硅的優(yōu)點(1)資料和制造工藝成本低。這是因為襯底資料，如玻璃、不銹鋼、塑料等，價錢便宜。硅薄膜僅有數(shù)千埃厚度，昂貴的純硅資料用量極少。制作工藝為低溫工藝(100?300%)，生產(chǎn)的耗電量小／能量回收時間短。(2)易于形成大規(guī)模生產(chǎn)能力。這是因為核心工藝適合制作特大面積無構(gòu)造缺點的僅-Si合金薄膜；只要改變氣相成分或許氣體流量即可實現(xiàn)PIN結(jié)以及相應(yīng)的疊層構(gòu)造；生產(chǎn)可全流程自動化。(3)品種多，用途廣，器件功率、輸出電壓、輸出電流都可自由設(shè)計制造，能夠較方便地制作出合適不一樣需求的多品種產(chǎn)品。人們一方面增強了探究和研究，另一方面準(zhǔn)備在更高技術(shù)水平上作更大規(guī)模的家產(chǎn)化開發(fā)。中心任務(wù)是提升電池的穩(wěn)固化效率。探究了很多新器件構(gòu)造、新資料、新工藝和新技術(shù)。233其核心就是完滿結(jié)技術(shù)和疊層電池技術(shù)。如欲獲取更大的發(fā)展，以便在將來的光伏能源中占有突出的地點，除了應(yīng)努力開辟市場，將現(xiàn)有技術(shù)品位的產(chǎn)品推向大規(guī)模功率發(fā)電應(yīng)用外，還應(yīng)進一步弘揚它對晶體硅電池在成本價錢上的優(yōu)勢和對其余薄膜太陽電池技術(shù)更成熟的優(yōu)勢，在戰(zhàn)勝自己短處上下時間。進一步提升組件產(chǎn)品的穩(wěn)固效率，延伸產(chǎn)品使用壽命。晶體硅太陽能電池仍舊發(fā)展強勢它以成熟的工藝和理論占有了太陽能電池的市場，但晶硅太陽能電池還存在好多其余的問題需要追求進一步的解決，所以關(guān)于硅太陽能的電池的研究還在持續(xù)進行，期望新的理論和技術(shù)上的打破。內(nèi)容總結(jié)1）晶體硅太陽能電池的種類及特色太陽能電池已經(jīng)有30多年的發(fā)展歷史（2）提升電池／組