1、單晶硅太陽能池能源現(xiàn)狀太陽能電池概述太陽能電池工作原理單晶硅太陽能電池的生產(chǎn)及應(yīng)用1.能現(xiàn)狀能源是發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)和提高人民生活水平的重要物質(zhì)基礎(chǔ)， 也是直接影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展的 一個(gè)重要的因素。然而地球儲藏的化石能源有限炭石油等不可再生能源頻頻告急，同 時(shí)化石能源的大量使用使環(huán)境污染日趨嚴(yán)重。圖 1：中國和世界的能源結(jié)構(gòu)能枯環(huán)污石油：42年，天氣：67年，煤200年 。每年排放的氧化碳達(dá)10萬噸，并呈上趨勢，造成全球氣候變;空氣中大量二化碳,粉塵含量嚴(yán)重 影響人們的體健康和類賴以生的自然環(huán)境 可生源風(fēng)；能地；汐太能為此，各個(gè)國家積極發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，越來越多的開發(fā)利用清潔能.其太陽能取之不盡用 之不竭，并

2、且無污染是具開發(fā)和應(yīng)用前景的清潔能源之一，優(yōu)越性非常突出。太陽能電 池是利用太陽能的良好途徑之一，近些年來不斷受到人們的重視，許多國家開始實(shí)行“陽 計(jì)劃， 尋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動使其成為發(fā)展最快、最具活力的研究領(lǐng).太能用重途之是制陽電2.太能電池述太能池義太陽能電池又稱光伏器件是種利用光生伏特效應(yīng)把光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿钠骷翘?能光伏發(fā)電的基礎(chǔ)和核心。2）陽電的展世界太陽能電池發(fā)展的主要節(jié)點(diǎn)1954 美貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明單晶硅太能電效率為 6%1955 第個(gè)光伏航標(biāo)燈問世，美國 RCA 明 As 太能電池1958 太能電池首次裝備于美國先 1 號星轉(zhuǎn)效率為 。1959 第個(gè)單晶硅太陽能電池問世1960 太

3、能電池首次實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行1974 突破反射絨面技硅陽能電效率達(dá)到 18。1975 非硅及帶硅太陽能電池問世1978 美建成 光電站1980 單硅太陽能電池效率達(dá)到 20%晶硅為 14。 為 1986 美建成 6.5KW 光伏電站1990 德提出“ 光伏屋頂計(jì)劃”1995 高聚光 太陽能電池問世，效率達(dá) 321997 美提出“克林頓總統(tǒng)百萬太能屋頂計(jì)日本提出“新陽光計(jì)劃”1998 單硅太陽能電池效率達(dá)到 24。，荷蘭提出“百萬光伏屋頂計(jì)劃”2000 世太陽能電池總產(chǎn)量達(dá) 287MW，洲計(jì)劃 年生產(chǎn) 60 億光伏電池3）陽電的用家屋并發(fā)系路發(fā)站3 太陽能電池的作原理 ）太陽能電的結(jié)構(gòu) , N型 /

4、P(positive)型硅 , 3個(gè)價(jià)電子，與周圍 取1個(gè) ( )。 了 negative 45 1個(gè)價(jià)電子，這個(gè)電子受到的束縛力比共價(jià)多 型N型.）PN 形過PN型時(shí) P N . )與P區(qū)P)近 N區(qū)的自 , PN區(qū) PN , 區(qū) P,二 。P區(qū) 1 個(gè) 區(qū) 1 . 1個(gè)區(qū)指向P區(qū). , 區(qū) 區(qū) 區(qū) 。顯然 空間 但空穴和電子的擴(kuò)散卻逐漸變?nèi)?空）陽電發(fā)原 N N結(jié) 向區(qū)，電子 P 在PP N :pn n n 造 . 空如 pn 光與半導(dǎo)所產(chǎn)生的電子-空 . NN 3 單晶硅的生產(chǎn)用 ）陽電材2)無機(jī)陽電池的能應(yīng)用名稱禁帶寬度(轉(zhuǎn)換效率應(yīng)用實(shí)況單晶硅 1.12多晶硅 1.12非晶硅 1.52

5、.0復(fù)合型 用空間及地面太陽電池 與單晶硅占市場 7080% 占市場 消電能源 已業(yè)化 1.44 15 與 結(jié)構(gòu)成的太陽電池已商業(yè)化CuInSe 1.04 探索大面積應(yīng)用批量生產(chǎn)技術(shù) 1.42 已始用于空間太陽電池InP 耐射性能優(yōu)異處于研究開發(fā)階段單晶硅太陽能電池是以高純的晶硅棒為原料的太陽能電池當(dāng)開發(fā)得最快的一種太 陽能電池。它的構(gòu)造和生產(chǎn)工藝已定型，產(chǎn)品已廣泛用于空間和地面。3）國內(nèi)陽能電用硅材現(xiàn)狀硅單晶量 年單晶產(chǎn)量噸 單晶總量太陽能晶量太陽能晶產(chǎn)能力近年來國硅單晶產(chǎn) 1800160014001200100080060040020002000 2001 2002 2003 2004 2

6、005）晶太能池生工 太能池制工流圖單硅切切片要求：切割精度高、表面平行度高、翹曲度和厚度公差小。斷面完整性 好，消除拉絲、刀痕和微裂紋。提高成品率縮小刀（鋼絲）切縫，降低原材 料損耗。提高切割速度，實(shí)現(xiàn)自動化切割具體的作工藝說明（1） 切片：采用多線切割，將硅棒切割成正方形的硅片。（2) 清洗：用常規(guī)的硅片清洗方法清洗，然后用(或堿）溶液將硅 片表面切割損傷層除去 50um。(3） 制備絨面：用堿溶液對硅片進(jìn)行各向異性腐蝕在硅片表面制備 絨面。（4） 磷擴(kuò)散：采用涂布源(或液態(tài)源或固態(tài)氮化磷片狀源）進(jìn)行擴(kuò) 散，制成 結(jié),結(jié)深一般為 0。30。5um.） 周邊刻 :散時(shí)在硅片周邊表面形成的擴(kuò)散

7、層，會使電池上 下電極短路，用掩蔽濕法腐蝕或等離子干法腐蝕去除周邊擴(kuò)散層 （6) 去除背面 結(jié)。常用濕法腐蝕或磨片法除去背面 結(jié)。 (7） 制作上下電極:用真空蒸鍍、化學(xué)鍍鎳或鋁漿印刷燒結(jié)等工藝。 先制作下電極，然后制作上電極。鋁漿印刷是大量采用的工藝方法。 (8） 作減反射膜:為了減少入反射損失，要在硅片表面上覆蓋一層 減反射膜作減反射膜的材料有 ,SiO2 ,Al2O3 ， TiO2 ,Ta2O5 。工藝方法可用真空鍍膜法、離子鍍膜法，濺射法、 印刷法、 法或噴涂法等.（9) 燒結(jié):將電池芯片燒結(jié)于鎳或銅的底板上。（10)測試分檔：按規(guī)定參數(shù)規(guī)范，測試分類。太陽能池組件封裝藝流程流：1、

8、電檢測-2、正面焊接驗(yàn)、背面串-檢-4、敷設(shè)（玻璃清洗、材料切 割玻預(yù)處理敷-5、層、毛去清）裝（ 膠、裝角鍵、沖孔、裝框、擦洗余膠）、接接線盒-9、高壓測試10、 組件測試外觀檢驗(yàn)11、裝庫提高單硅太陽能電效率的殊技術(shù) 晶體硅太陽能電池的理論效率為 33。5 光譜條件下陽能電池的 理論效率與入射光能轉(zhuǎn)變成電流之前的各種可能損耗的因素有關(guān)其中有些因 素由太陽能電池的基本物理決定的 ,有些則與材料和工藝相關(guān)。從提高太陽能電 池效率的原理上講，應(yīng)從以下幾方面著手：1、 減少太陽能電池薄膜光反射的損失2、 降低 PN 結(jié)的正向電池(俗稱太陽能電池暗電流）3、 PN 結(jié)的空間電荷區(qū)寬度減少，幷減少空間電荷區(qū)的復(fù)合中心。4、 提高硅晶體中少數(shù)載流子壽命 ,即減少重金屬雜質(zhì)含量和其他可作為復(fù)合中 心的雜質(zhì),晶體結(jié)構(gòu)缺陷等。5、 當(dāng)采取太陽能電池硅晶體各區(qū)厚度和其他結(jié)構(gòu)參數(shù)。目前提高太陽能電池效率的主要措施如下各項(xiàng)措施的采用往往引導(dǎo)出相應(yīng)的 新的工技術(shù)。（1) 選擇長載流子壽命的高性能襯底硅晶體。(2） 太陽能電池芯片表面制造絨面或倒金字塔