单晶硅、多晶硅、非晶硅三种太阳能电池介绍(1)
北极星电力网技术频道 作者: 2010-12-13 17:12:07 (阅606次)
所属频道: 太阳能 电源 关键词: 太阳能 电池
单晶硅太阳能电池
硅系列太阳能电池中，单晶硅大阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。高性能单晶硅电池是建立在高质量单晶硅材料和相关的成热的加工处理工艺基础上的。现在单晶硅的电地工艺己近成熟，在电池制作中，一般都采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术，开发的电池主要有平面单晶硅电池和刻槽埋栅电极单晶硅电池。提高转化效率主要是靠单晶硅表面微结构处理和分区掺杂工艺。在此方面，德国夫朗霍费费莱堡太阳能系统研究所保持着世界领先水平。该研究所采用光刻照相技术将电池表面织构化，制成倒金字塔结构。并在表面把一13nm。厚的氧化物钝化层与两层减反射涂层相结合．通过改进了的电镀过程增加栅极的宽度和高度的比率：通过以上制得的电池转化效率超过23%，是大值可达23．3％。Kyocera公司制备的大面积（225cm2）单电晶太阳能电池转换效率为19．44%，国内北京太阳能研究所也积极进行高效晶体硅太阳能电池的研究和开发，研制的平面高效单晶硅电池（2cmX2cm）转换效率达到19.79%，刻槽埋栅电极晶体硅电池（5cmX5cm）转换效率达8.6%。
单晶硅太阳能电池转换效率无疑是最高的，在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于受单晶硅材料价格及相应的繁琐的电池工艺影响，致使单晶硅成本价格居高不下，要想大幅度降低其成本是非常困难的。为了节省高质量材料，寻找单晶硅电池的替代产品，现在发展了薄膜太阳能电池，其中多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池就是典型代表。
多晶硅薄膜太阳能电池
通常的晶体硅太阳能电池是在厚度350－450μm的高质量硅片上制成的，这种硅片从提拉或浇铸的硅锭上锯割而成。因此实际消耗的硅材料更多。为了节省材料，人们从70年代中期就开始在廉价衬底上沉积多晶硅薄膜，但由于生长的硅膜晶粒大小，未能制成有价值的太阳能电池。为了获得大尺寸晶粒的薄膜，人们一直没有停止过研究，并提出了很多方法。目前制备多晶硅薄膜电池多采用化学气相沉积法，包括低压化学气相沉积（LPCVD）和等离子增强化学气相沉积（PECVD）工艺。此外，液相外延法（LPPE）和溅射沉积法也可用来制备多晶硅薄膜电池。
太阳电池的结构、工作原理及电性能表征参数
院系XX学院
班级 XX
姓名 XX
学号 XXX
太阳电池的结构、工作原理及电性能表征参数
关键词：结构 工作原理 性能参数
一、 太阳电池的结构
1、根据基质材料和扩散杂质的不同，太阳能电池基本结构分为两类：
①基质材料为p型半导体光电材料：在p型基质材料表面形成n型材料，制备p-n结，n型材料为受光面。
②基质材料为n型半导体光电材料：在n型基质材料表面形成p型材料，制备p-n结，p型材料为受光面。
2、根据所用材料的不同，太阳能电池还可分为：晶硅电池、非晶硅电池、其他电池。
①晶硅电池
在晶硅电池中，又有单晶硅电池和多晶硅电池。其中单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。高性能单晶硅电池是建立在高质量单晶硅材料和相关的成热的加工处理工艺基础上的。现在单晶硅的电池工艺己近成熟，但由于受单晶硅材料价格及相应的繁琐的电池工艺影响，致使单晶硅成本价格居高不下，要想大幅度降低其成本是非常困难的。相比之下，多晶硅薄膜太阳能电池节省了材料，使用的硅远较单晶硅少，又无效率衰退问题，其成本远低于单晶硅电池。
②非晶硅电池
基于晶体硅的太阳能电池发展历史较早且技术比较成熟，在装机容量一直占据领先地位。但是晶体硅太阳能电池降低成本的空间相当
有限，很难达到人们期望值。因此非晶硅太阳能电池益发得到世界
国的重视。非晶硅电池一般采用PECVD(等离子增强型化学气相沉积)方法使高纯硅烷等气体分解沉积而成的。由于沉积分解温度低，可在玻璃、不锈钢板、陶瓷板、柔性塑料片上沉积薄膜，易于大面积化生产，成本较低。
③其他电池
除了晶硅和非晶硅电池以外，还有铜铟镓硒（ CIGS）电池、砷化镓（GaAs）电池、碲化镉（CdTe）电池、染料敏化电池等。
二、 工作原理
1、p-n结
一个掺入5价杂质的4价半导体，称为n型半导体。其空穴数目很少,称为少数载流子；而电子数目很多,称为多数载流子。
太阳能电板的工作原理
太阳能电板的工作原理是利用太阳光中的光子来转换成电能的一种可再生能源系统。太阳能电池由三层构成：一层是具有正电极和负电极的外部装置，这层是太阳电池片外壳；第二层是晶体硅，它是太阳能电池形成电力的主要结构，可以把能量储存在里面；最后一层是把晶体硅的光子转换成电流的一层。这层是把光子转换成电能的重要部分。
太阳能电池在接受能量的时候，太阳光是由一些可以被太阳电池吸收的紫外线和可见光组成的，紫外线和可见光穿过太阳电池外壳后会到达晶体硅，将太阳光中的光子释放出来，进而发生电子耦合现象。晶体硅内部有电子激子层，当电子释放出来后，就会驱使电子运动，氧离子产生局部电荷，电子把能量推入电极。
当电池离开太阳光的环境的时候，就需要在太阳能电池板上把光子转换成电流，以便进行电源输出。太阳能电池板的外部装置会把人造的晶晶电流输出到配套的电源系统中，从而提供电能。太阳能电池板的晶硅层则像一个电容器，它可以把电子能量储存起来，等到用的时候释放出来。
太阳能电池板在利用太阳能把光子转换成电流的时候只需要一点儿光就可以工作，而当能量输出用完后，也不会有任何污染，因此受到越来越多人的青睐。
晶体硅太阳能电池
专业班级： 机械设计制造及其自动化13秋
* 名： ***
学 号： *************
报告时间： 2015年12月 晶体硅太阳能电池
摘 要：人类面临着有限常规能源和环境破坏严重的双重压力，能源己经成为越来越值得关注的社会与环境问题。人们开始急切地寻找其他的能源物质，而光能、风能、海洋能以及生物质能这些可再生能源无疑越来越受到人们的关注。光伏技术也便随之形成并快速地发展了起来，因此近年来，光伏市场也得到了快速发展并取得可喜的成就。本文主要就晶体硅太阳能电池发电原理及关键材料进行介绍，并对晶体硅太阳能电池及其关键材料的市场发展方向进行了展望。
关键词：太阳能电池；工作原理；晶体硅；特点；发展趋势
前言
“开发太阳能，造福全人类”人类这一美好的愿景随着硅材料技术、半导体工业装备制造技术以及光伏电池关键制造工艺技术的不断获得突破而离我们的现实生活越来越近！近20年来，光伏科学家与光伏电池制造工艺技术人员的研究成果已经使太阳能光伏发电成本从最初的几美元/KWh减少到低于20美分/KWh。而这一趋势通过研发更新的工艺技术、开发更先进的配套装备、更廉价的光伏电子材料以及新型高效太阳能电池结构，太阳能光伏（PV）发电成本将会进一步降低，到本世纪中叶将降至4美分/KWh，优于传统的发电费用。
大面积、薄片化、高效率以及高自动化集约生产将是光伏硅电池工业的发展趋势。通过降低峰瓦电池的硅材料成本，通过提升光电转换效率与延长其使用寿命来降低单位电池的发电成本，通过集约化生产节约人力资源降低单位电池制造成本，通过合理的机制建立优秀的技术团队、避免人才的不合理流动、充分保证技术上的持续创新是未来光伏企业发展的核心竞争力所在！
一、晶体硅太阳能电池工作原理 太阳能电池是一种把光能转换成电能的能量转换器，太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏特效应。
