下载文档原格式
太阳能电池制作工艺与应用技术研发太阳能电池是目前应用最广泛的太阳能利用技术之一。
它利用太阳光能将光能转换成电能，具有环保、可再生、无噪音等优点，广泛应用于户外照明、太阳能电池板、太阳能水泵等领域。
本文将从太阳能电池的制作工艺和应用技术两方面进行探讨。
一、太阳能电池制作工艺1.硅片加工太阳能电池的主要材料是硅，而硅片是制作太阳能电池的核心零件。
硅片可以分为单晶硅片、多晶硅片和非晶硅片三种类型，其中单晶硅片质量最高、转换效率最高、成本最高。
硅片的加工主要包括材料的准备、晶体的生长、硅锭的制备等过程。
2.制备太阳能电池制备太阳能电池主要分为正型多晶硅电池和单晶硅电池两种类型。
正型多晶硅电池生产成本低，但转换效率低；而单晶硅电池转换效率高，但生产成本高。
电池的制备工艺主要包括电池切片、电池前加工、电池清洗、平坦化加工、电池接线等。
3.组装太阳能电池板组装太阳能电池板是指将多个太阳能电池组合在一起，组成太阳能电池板。
太阳能电池板作为应用于实际生产中的产品，必须具备可靠性高、效率高、寿命长等特点。
太阳能电池板的组装主要包括电池片焊接、覆盖物加工、电气连接等。
二、太阳能电池应用技术1.家庭应用太阳能电池可以应用于家庭中，例如作为家庭光伏发电系统的组成部分，可以将太阳光能转换成电能提供给家庭用电；也可以应用于太阳能热水器中，利用太阳能加热水。
2.工业应用太阳能电池也可以应用于工业中，例如可作为光伏电站的发电设备，可将太阳能转换成电能并输送至电网中；也可以应用于太阳能电池板，可用于建筑物中的照明、通风、空调等。
3.交通应用太阳能电池还可以应用于交通领域。
例如，太阳能电池板可以用于交通灯、路灯和安全标志灯等环保节能设备中。
此外，太阳能电池还可以用于太阳能汽车和太阳能飞机等交通工具中，充分利用太阳能源实现零排放。
四、结语作为一种可再生、无污染的新能源，太阳能电池在未来有着广阔的应用前景。
从太阳能电池制作工艺和应用技术两方面探讨，我们可以得出结论，制作太阳能电池需要高质量硅材料和优质的制造工艺，而太阳能电池应用技术需要全方位的研发和推广，以满足不同领域的需求。
特种机械加工技术——太阳能级硅片切割技术郑轩(光为绿色新能源股份有限公司，河北高碑店，074000)摘要：太阳能级多线切割技术是一种特殊的机械加工技术，它是在传统的机械加工的基础上建立起来的。
随着太阳能市场的启动和发展，作为晶体硅太阳能电池制造过程的主要环节，越来越受到人们的重视。
本文介绍了硅片切割的发展史，并从硅片切割的设备、工艺、生产流程和新技术等方面进行了较详细的阐述。
关键词：多线切割技术；硅片切割设备；硅片切割工艺；硅片生产流程；硅片切割新技术Special machinery manufacture technology——Solar wafer cutting technologyZheng Xuan(Lightway Green New Energy Co.,Ltd, Hebei Gaobeidian,074000 )Abstract：Solar multi-saw technology is a special machinery manufacture technology，that is based on traditional machinery manufacture. With beginning and developing of solar markets,more and more person pay attention to the link,which is the main node in poly-silicon manufacture.This paper either introduce the developmentof wafer cutting，or detailedrepresent equipments，technics，production process and new technology,etc.Keywords:multi-saw cutting technology;wafer cuttingequipments;wafer cutting technics;wafer production process;wafer cutting new technology1太阳能级硅片切割的历史在上世纪80年代以前，人们在切割超硬材料的时候一般采用涂有金刚石粉的内圆切割机进行切割。
太阳能电池简介太阳能电池根据所用材料的不同，太阳能电池可分为：硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池，其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位。
（1）硅太阳能电池硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。
单晶硅太阳能电池转化效率最高，技术也最为成熟，理想转化效率略大于30%，在实验室最高的转化效率为23%，最近实验室转化效率可以达到24.7%，常规地面用商业用直拉单晶硅太阳能电池转化效率可达到18%，期望不久可以达到20%以上。
在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于单晶硅成本价格高，弱光特性较差，生产工艺复杂，大幅度降低其成本很困难，为了降低成本，发展多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做为单晶硅太阳能电池的替代产品。
多晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅比较,成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜电池，其实验室最高转换效率为18%,工业规模生产的转换效率为16%。
因此，多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电地市场上占据主导地位。
非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻，转换效率较高，便于大规模生产，有极大的潜力。
但受制于其材料引发的光电效率衰退效应，稳定性不高，直接影响了它的实际应用。
（2）多元化合物薄膜太阳能电池多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐，其主要包括砷化镓III-V族化合物、硫化镉、硫化镉及铜锢硒薄膜电池等。
硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高，成本较单晶硅电池低，并且也易于大规模生产，但由于镉有剧毒，会对环境造成严重的污染，因此，并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代产品。
砷化镓（GaAs）III-V化合物电池的转换效率可达28%，GaAs化合物材料具有十分理想的光学带隙以及较高的吸收效率,抗辐照能力强,对热不敏感，适合于制造高效单结电池。
但是GaAs材料的价格不菲,因而在很大程度上限制了用GaAs 电池的普及。
硅片是半导体和光伏领域的主要生产材料。
硅片多线切割技术是目前世界上比较先进的硅片加工技术，它不同于传统的刀锯片、砂轮片等切割方式，也不同于先进的激光切割和内圆切割，它的原理是通过一根高速运动的钢线带动附着在钢丝上的切割刃料对硅棒进行摩擦，从而达到切割效果。
在整个过程中，钢线通过十几个导线轮的引导，在主线辊上形成一张线网，而待加工工件通过工作台的下降实现工件的进给。
硅片多线切割技术与其他技术相比有：效率高，产能高，精度高等优点。
是目前采用最广泛的硅片切割技术。
多线切割技术是硅加工行业、太阳能光伏行业内的标志性革新，它替代了原有的内圆切割设备，所切晶片与内圆切片工艺相比具有弯曲度（BOW）、翘曲度（WARP）小，平行度（TAPER）好，总厚度公差（TTA）离散性小，刃口切割损耗小，表面损伤层浅，晶片表面粗糙度小等等诸多优点。
太阳能硅片的线切割机理就是机器导轮在高速运转中带动钢线，从而由钢线将聚乙二醇和碳化硅微粉混合的砂浆送到切割区，在钢线的高速运转中与压在线网上的工件连续发生摩擦完成切割的过程。
在整个切割过程中，对硅片的质量以及成品率起主要作用的是切割液的粘度、碳化硅微粉的粒型及粒度、砂浆的粘度、砂浆的流量、钢线的速度、钢线的张力以及工件的进给速度等。
一、切割液（PEG）的粘度由于在整个切割过程中，碳化硅微粉是悬浮在切割液上而通过钢线进行切割的，所以切割液主要起悬浮和冷却的作用。
1、切割液的粘度是碳化硅微粉悬浮的重要保证。
由于不同的机器开发设计的系统思维不同，因而对砂浆的粘度也不同，即要求切割液的粘度也有不同。
例如瑞士线切割机要求切割液的粘度不低于55，而NTC要求22-25，安永则低至18。
只有符合机器要求的切割标准的粘度，才能在切割的过程中保证碳化硅微粉的均匀悬浮分布以及砂浆稳定地通过砂浆管道随钢线进入切割区。
2、由于带着砂浆的钢线在切割硅料的过程中，会因为摩擦发生高温，所以切割液的粘度又对冷却起着重要作用。
多晶硅锭单晶硅棒图1 硅片生产流程示意图多晶硅锭是在多晶硅铸锭炉中将硅料熔化，通过定向凝固再生长而成，目前主流的多晶硅锭尺寸为1000 mm×1000 mm×370 mm。
多晶硅锭，男，博士，主要从事光伏材料与器件方面的研究。
mingliang1002@Tokyo Semitsu 株式会社生产的型数控内圆切片机是一种硅棒自身旋转切割的万能内圆切片机，可用来切割的方形棒料，加工精度较高，刀片寿命高。
相比于外圆切割，内圆切割具有刀片稳定性好、切割的硅片表面粗糙度小、切缝小等优点。
常规的内圆切缝可以达到300 μ料的直径主要为150～200 mm 300 mm [8-9]。
随着硅片尺寸的增大，内圆高 图2 外圆切割机示意图132图3 内圆切割机示意图132砂浆钢线切割技术砂浆钢线切割技术的原理是通过一根高速运动的钢线带动附着在钢线上的切割刃料(碳化硅对切削材料进行摩擦，在钢线来回摩擦切削材料的同时，在钢线上附着的切割液(PEG)同碳化硅一起运动，通过三者间的相互摩擦作用达到切割效果。
在切割过程中，钢线通过多个导线轮的引导，在主辊上排列成线网状，待加工硅棒固定在工作台上，通过工作台的下降实现硅棒的进给切其中，碳化硅颗粒在硅棒和钢线之间发挥图4 多线切片机切割示意图a.砂浆钢线切割b. 金刚线切割图5 硅片切割示意图3445567121. 放线轮2. 收线轮3. 导向轮4. 张力臂5. 主辊6. 硅棒7. 线网1.硅片2.钢线3.金刚石4. 镀层1.硅片2.钢线3.金刚砂 113112432图7 电镀金刚线的线径与价格变化趋势图线径不同。
电镀金刚线在制造过程中，镀层由镀铜底层、金刚石磨粒层和镀镍外层复合而成，生产周期长，成本高。
而树脂金刚线采用树脂涂覆固化工艺，生产周期短，成本低。
在直径粗细相同的条件下，树脂金刚线的破断力、固结强度和耐磨性均低于电镀金刚线，限制了其在晶体硅切割中的使用。
太阳能电池与硅片划片切割工艺的研究一半导体其主要特性导电能力介于导体和绝缘体之间的物体，则叫做半导体，如锗、硅、砷化镓、硫化镉等，其电阻率为10-５～107Ω·m半导体性能上具有如下两个显著的特点。
(1)电阻率的变化受杂质含量的影响极大，例如，纯硅中磷杂质的浓度在1026～1019m-3范围内变化时，它的电阻率就会从10-5Ω·m变到104Ω·m；室温下在纯硅中掺人百万分之一的硼，硅的电阻率就会从2.14X103Ω·m减小到0.004Ω·m左右。
如果所含杂质的类型不同，导电类型也不同。
(2)电阻率受光和热等外界条件的影响很大，温度升高或光照时，均可使半导体材料的电阻率迅速下降。
例如，锗的温度从200℃升高到300℃，其电阻率降低一半左右。
一些特殊的半导体，在电场和磁场的作用下，其电阻率也会发生变化。
半导体材料的种类很多，按其化学成分，可分为元素半导体和化合物半导体；按其是否含有杂质，可分为本征半导体和杂质半导体。
杂质半导体按其导电类形，又分为n型半导体和p型半导体。
二、半导体硅的晶体结构自然界物质存在的形态有气态物质、液态物质和固态物质。
固态物质可根据它们的质点(原子、离子和分子)排列规则的不同，分为晶体和非晶体两大类。
具有确定的熔点的固态物质称为晶体，如硅、砷化镓、冰及一般金属等；没有确定的熔点、加热时在某一温度范围内就逐渐软化的固态物质称为非晶体，如玻璃、松香等。
所有晶体都是由原子、分子、离子或这些粒子集团在空间按一定规则排列而成的。
这种对称的、有规则的排列，叫晶体的点阵或晶体格子，简称为晶格。
最小的晶格，称为晶胞。
晶胞的各向长度，称为品格常数。
将晶格周期地重复排列起来，就构成为整个晶体。
晶体又分为单晶体和多晶体。
整块材料从头到尾都按同一规则作周期性排列的晶体，称为单晶体。
整个晶体由多个同样成分、同样晶体结构的小晶体(即晶粒)组成的晶体，称为多晶体。
本文由哈哈5790902贡献doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。
建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。
太阳能光伏电池硅片切割技术硅片切割是太阳能光伏电池制造工艺中的关键部分。
该工艺用于处理单晶硅或者多晶硅的固体硅锭。
线锯首先把硅锭切成方块，然后切成很薄的硅片。
（图 1）这些硅片就是制造光伏电池的基板。
图 1.硅片切割的 3 个步骤：切料, 切方和切片硅片是晶体硅光伏电池技术中最昂贵的部分，所以降低这部分的制造成本对于提高太阳能对传统能源的竞争力至关重要。
本文将对硅片切片工艺、制造业的挑战和新一代线锯技术如何降低切片成本做一个概述。
线锯的发展史第一台实用的光伏切片机台诞生于 1980 年代，它源于 Charles Hauser 博士前沿性的研究和工作。
Charles Hauser 博士是瑞士 HCT 切片系统的创办人，也就是现在的应用材料公司 PWS 精确硅片处理系统事业部的前身。
这些机台使用切割线配以研磨浆来完成切割动作。
今天，主流的用于硅锭和硅片切割的机台的基本结构仍然源于 Charles Hauser 博士最初的机台，不过在处理载荷和切割速度上已经有了显著的提高。
切割工艺现代线锯的核心是在研磨浆配合下用于完成切割动作的超细高强度切割线。
最多可达1000 条切割线相互平行的缠绕在导线轮上形成一个水平的切割线“网“。
马达驱动导线轮使整个切割线网以每秒 5 到 25 米的速度移动。
切割线的速度、直线运动或来回运动都会在整个切割过程中根据硅锭的形状进行调整。
在切割线运动过程中，喷嘴会持续向切割线喷射含有悬浮碳化硅颗粒的研磨浆。
图 2. 硅块通过切割线组成的切割网.硅块被固定于切割台上，通常一次 4 块。
切割台垂通过运动的切割线切割网，使硅块被切割成硅片（图 2）。
切割原理看似非常简单，但是实际操作过程中有很多挑战。
线锯必须精确平衡和控制切割线直径、切割速度和总的切割面积，从而在硅片不破碎的情况下，取得一致的硅片厚度，并缩短切割时间。
硅片切割技术的工艺研究硅片切割技术的工艺研究摘要：随着全球各国绿色能源的推广和近年来半导体产业的超常规发展，硅片切割加工能力的落后和产能的严重不足已构成了产业链的瓶颈。
本文主要论述了硅片切割常用方法，影响硅片切割的因素，最常见的硅片切斜问题，切割技术的发展趋势—多线切割技术等硅片切割的工艺问题。
关键词：多线切割，因素，斜切0 引言：硅片切割是电子工业主要原材料一硅片(晶圆)生产的上游关键技术，切割的质量与规模直接影响到整个产业链的后续生产。
在电子工业中，对硅片的需求主要表现在太阳能光伏发电和集成电路等半导体产业上。
随着人们环保意识的不断增强，充分利用太阳的绿色能源被高度重视，发展势头及其迅猛。
晶体硅片是制作光伏太阳能电池的主要材料，每生产1MW的太阳能电池组件需要17吨左右的原料。
Clean Edge 预计，全球太阳能发电市场的规模将从2005年的110亿美元猛进增到2015年的510亿美元。
显然太阳能产业的迅猛发展需要更多的硅原料及切割设备来支撑。
除太阳能电池外，硅片的巨大需求同样表现在集成电路等半导体产业上。
硅占整个半导体材料的95%以上，单晶硅片是半导体器件生产的关键性基材，是当之无愧的电子产业的基础支撑材料。
2010年，电子级多晶硅年需求量达到约2000吨，光伏级多晶硅年需求量将达到约4200吨。
硅原料的供不应求，切割加工能力的落后和严重不足构成了产业链的瓶颈，严重阻碍了我国太阳能和半导体产业的发展。
因此，未来的3至5年间，将是中国晶硅产业快速发展的黄金时期。
1．硅片切割的常用方法：硅片加工工艺流程一般经过晶体生长、切断、外径滚磨、平边、切片、倒角、研磨、腐蚀、抛光、清洗、包装等阶段。
近年来光伏发电和半导体行业的迅速发展对硅片的加工提出了更高的要求(图1.2)：一方面为了降低制造成本，硅片趋向大直径化。
另一方面要求硅片有极高的平面度精度和极小的表面粗糙度。
所有这些要求极大的提高了硅片的加工难度，由于硅材料具有脆、硬等特点，直径增大造成加工中的翘曲变形，加工精度不易保证。
光伏电池片划片工艺光伏电池片划片工艺是指将光伏电池片进行切割，分离成较小的单元电池片的过程。
这一工艺是制造光伏电池组件的关键步骤之一，直接影响光伏电池组件的性能和效率。
光伏电池片通常由硅材料制成，硅材料具有优良的光电转换性能。
在光伏电池片制造过程中，硅材料首先经过多道工序的加工和处理，形成光伏电池片的基本结构。
然后，通过划片工艺将大块的光伏电池片切割成较小的单元电池片，以提高光伏电池组件的效率和灵活性。
光伏电池片划片工艺的主要步骤包括：1. 划线：在光伏电池片上标记出要切割的位置，通常使用激光划线机或者机械划线机进行划线操作。
划线的准确度和精度对后续的切割质量和效率有重要影响。
2. 切割：根据划线的位置，使用切割机械或者激光切割设备将光伏电池片切割成较小的单元电池片。
切割过程需要控制切割速度和切割深度，以保证切割的质量和效率。
3. 清洗：切割后的光伏电池片需要进行清洗，以去除切割过程中产生的切屑和杂质。
清洗过程可以使用溶液浸泡或者喷淋清洗设备进行。
4. 检测：切割后的单元电池片需要进行质量检测，以确保切割的质量和一致性。
检测项目包括外观质量、尺寸精度、切口平整度等。
光伏电池片划片工艺的关键技术包括：1. 切割精度控制：切割精度对光伏电池片的效率和性能有直接影响。
通过优化划线技术、切割设备和切割参数等方式，可以提高切割精度和一致性。
2. 切割速度控制：切割速度对切割效率和质量有重要影响。
过高的切割速度容易导致切口不平整，而过低的切割速度会降低生产效率。
因此，需要根据具体情况选择合适的切割速度。
3. 清洗技术：清洗过程中的溶液浓度、温度和清洗时间等参数的控制，对保证光伏电池片的质量和效率起着重要作用。
合理的清洗技术可以有效去除切割过程中产生的污染物和杂质。
4. 检测技术：光伏电池片划片后需要进行质量检测，以确保切割的质量和一致性。
常用的检测技术包括光学显微镜、电子显微镜、高精度测量仪器等。
光伏电池片划片工艺的优化可以提高光伏电池组件的效率和灵活性，降低制造成本。
太阳能电池与硅片划片切割工艺的研究一半导体其主要特性导电能力介于导体和绝缘体之间的物体，则叫做半导体，如锗、硅、砷化镓、硫化镉等，其电阻率为10-５～107Ω·m半导体性能上具有如下两个显著的特点。
(1)电阻率的变化受杂质含量的影响极大，例如，纯硅中磷杂质的浓度在1026～1019m-3范围内变化时，它的电阻率就会从10-5Ω·m变到104Ω·m；室温下在纯硅中掺人百万分之一的硼，硅的电阻率就会从2.14X103Ω·m减小到0.004Ω·m左右。
如果所含杂质的类型不同，导电类型也不同。
(2)电阻率受光和热等外界条件的影响很大，温度升高或光照时，均可使半导体材料的电阻率迅速下降。
例如，锗的温度从200℃升高到300℃，其电阻率降低一半左右。
一些特殊的半导体，在电场和磁场的作用下，其电阻率也会发生变化。
半导体材料的种类很多，按其化学成分，可分为元素半导体和化合物半导体；按其是否含有杂质，可分为本征半导体和杂质半导体。
杂质半导体按其导电类形，又分为n型半导体和p型半导体。
二、半导体硅的晶体结构自然界物质存在的形态有气态物质、液态物质和固态物质。
固态物质可根据它们的质点(原子、离子和分子)排列规则的不同，分为晶体和非晶体两大类。
具有确定的熔点的固态物质称为晶体，如硅、砷化镓、冰及一般金属等；没有确定的熔点、加热时在某一温度范围内就逐渐软化的固态物质称为非晶体，如玻璃、松香等。
所有晶体都是由原子、分子、离子或这些粒子集团在空间按一定规则排列而成的。
这种对称的、有规则的排列，叫晶体的点阵或晶体格子，简称为晶格。
最小的晶格，称为晶胞。
晶胞的各向长度，称为品格常数。
将晶格周期地重复排列起来，就构成为整个晶体。
晶体又分为单晶体和多晶体。
整块材料从头到尾都按同一规则作周期性排列的晶体，称为单晶体。
整个晶体由多个同样成分、同样晶体结构的小晶体(即晶粒)组成的晶体，称为多晶体。
在多晶体中，每个小晶体中的原子排列顺序的位向是不同的。
非晶体没有上述特征，组成它们的质点的排列是无规则的，而是“短程有序、长程无序’’的排列.三、太阳能电池工作原理与特性太阳能电池的分类和结构，太阳能电池的工作原理和特性。
(一)、太阳能电池的分类太阳能电池多为半导体材料制造，发展至今，已经种类繁多，形式各样。
可用各种方法对太阳能电池进行分类，如按照结构的不同分类，按照材料的不同分类，按照用途的不同分类，按照工作方式的不同分类，等等。
下面对按照结构和材料进行的分类加以介绍。
(1) 按照结构的不同可分为如下各类1．同质结太阳能电池由同一种半导体材料所形成的p—n结或梯度结称为同质结。
用同质结构成的电池称为同质结太阳能电池，如硅太阳能电池。
四太阳能电池的结构因生产制造太阳能电池的基体材料和所采用的工艺方法的不同，太阳能电池的结构也就多种多样。
这里以常规硅太阳能电池为例简述太阳能电池的结构。
图3—16是一个p型硅材料制成的／／p型结构常规太阳能电池的示意图。
①p层为基体，厚度为o．2～0．5mm。
基体材料称为基区层，简称基区。
②p层上面是n层。
它又称为顶区层，有时也称为发射区层，简称顶层。
它是在同一块材料的表面层用高温掺杂扩散方法制得的，因而又称为扩散层。
由于它通常是重掺杂的，故常标记为／。
／层的厚度为0．2～o．5btm。
扩散层处于电池的正面。
所谓正面，就是光照的表面，所以也称为光照面。
③p层和n层的交界面处是p-n结。
五太阳能电池的基本工作原理太阳能是一种辐射能，它必须借助于能量转换器才能变换成为电能。
这个把太阳能(或其他光能)变换成电能的能量转换器，就叫做太阳能电池。
太阳能电池工作原理的基础，是半导体p-n结的光生伏打效应。
所谓光生伏打效应，简单地说，就是当物体受到光照时，其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。
在气体、液体和固体中均可产生这种效应，但在固体尤其是在半导体中，光能转换为电能的效率特别高，因此半导体中的光电效应引起人们的格外关注，研究得最多，并发明制造出了半导体太阳能电池。
可将半导体太阳能电池的发电过程概括成如下4点；①首先是收集太阳光和其他光使之照射到太阳能电池表面上。
②太阳能电池吸收具有一定能量的光子，激发出非平衡载流子(光生载流子)一电子—空穴对。
这些电子和空穴应有足够的寿命，六太阳能电池的基本特性(一)太阳能电池的极性硅太阳能电池一般制成p+／n型结构或n+／p结构，如图4所示。
其中，第一个符号，即p+和n+，表示太阳能电池正面光照层半导体材料的导电类型；第二个符号，即n和p，表示太阳能电池背面衬底半导体材料的导电类型。
太阳能电池的电性能与制造电池所用半导体材料的特性有关。
在太阳光或其他光照射时，太阳能电池输出电压的极性，p型一侧电极为正，n型一侧电极为负。
当太阳能电池作为电源与外电路连接时，太阳能电池在正向状态下工作。
当太阳能电池与其他电源联合使用时，如果外电路的正极与电池的p电极连接，负极与电池的n电极连接，则外电源向太阳能电池提供正向偏压；如果外电源的正极与电池的n电极连接，负极与p电极连接，则外电源向太阳能电池提供反向偏压。
(二)太阳能电池的电流一电压特性太阳能电池的电路及等效电路如图5所示。
其中，只RL为电池的外负载电阻。
当RL=0，所测的电流为电池的短路电流。
所谓短路电流Icc，就是将太阳能电池置于标准光源的照射下，在输出端短路时，流过太阳能电池两端的电流。
测量短路电流的方法，是用内阻小于1Ω电流表接在太阳能电池的两端。
ISC值与太阳能电池的面积大小有关，面积越大，ISC值越大。
一般来说，1cm2硅太阳能电池的ISC值约16～30mA。
同一块太阳能电池，其ISC与人射光的辐照度成正比；当环境温度升高时，ISC值略有上升，一般温度每升高1℃，ISC值约上升78μA。
当RL—∞时，所测得的电压为电池的开路电压。
所谓开路电压Uoc，就是将太阳能电池置于100m W／Cm2光源照射下，在两端开路时，太阳能电池的输出电压值。
可用高内阻的直流毫伏计测量电池的开路电压。
太阳能电池的开路电压，与光谱辐照度有关，与电池面积的大小无关。
在100mW／Cm2的光谱辐照度下，硅太阳能电池的开路电压为450～600mV，高可达690mV。
当入射光谱辐照度变化时，太阳能电池的开路电压与人射光谱辐照度的对数成正比，当环境温度升高时，太阳能电池的开路电压值将下降，一般温度每上升1℃，Uoc 值约下降2～3mV。
ID(二极管电流)为通过p-n结的总扩散电流，其方向与ISC相反。
RS 为串联电阻，它主要由电池的体电阻、表面电阻、电极导体电阻和电极与硅表面间接触电阻所组成。
RSh旁漏电阻，它是由硅片的边缘不清洁或体内的缺陷引起的。
一个理想的太阳能电池，串联电阻RS很小，而并联电阻RSh很大。
由于RS和RSh是分别串联和并联在电路中的，所以在进行理想的电路计算时，它们可以忽略不计。
此时，流过负载的电流为IL根据以上两式作图，可得到太阳能电池的电流一电压关系曲线，如图6所示。
这个曲线，可简称为I-U曲线，或伏—安曲线。
图6，曲线1，是二极管的暗伏—安关系曲线，即无光照时太阳能电池的I-U曲线；曲线2，是电池接受光照后的I-U曲线，它可由无光照时I-U曲自向第四象限位移ISC。
经过坐标交换，最后可得到常用的光照太阳能电?的电流—电压特性曲线，如图7所示。
太阳能电池的电流—电压特性曲线显示了通过太阳能电池(组件)传送的电流Im与电压Um在特定的太阳辐照度下的关系。
如果太阳能电池(组件)电路短路，即U＝o，此时的电流为短路电流Isc如果电路开路，即I=o，此时的电压为开路电压Uoc太阳能电池(组件)的输出功率等于流经该电池(组件)的电流与电压的乘积，即P＝IU当太阳能电池(组件)的电压上升时，例如通过增加负载的电阻值或电池(组件)的电压从0(短路条件下)开始增加时，电池(组件)的输出功率亦从0始增加；当电压达到一定值时，功率可达到最大，这时当阻值继续增加时，功率将跃过最大点，并逐渐减少至o，即电压达到开路电压Uoc。
电池(组件)输出功率达到最大的点，称为最大功率点；该点所对应的电压，称为最大功率点电压Um，又称为最大工作电压；该点所对应的电流，称为最大功率点电流Im又称为最大工作电流；该点的功率，则称为最大功率Pm。
太阳能电池(组件)的输出功率取决于太阳辐照度、太阳光谱分布和太阳能电池(组件)的工作温度，因此太阳能电池(组件)的测量须在标准条件(STC)下进行，测量标准被欧洲委员会定义为101号标准，其条件是：光谱辐照度，1000W／m2光谱，AM1.5：电池温度，25℃。
在该条件下，太阳能电池(组件)所输出的最大功率被称为峰值功率，在以瓦为计算单位时称为峰瓦，用符号W。
表示。
七太阳能电池生产制造工艺近些年来，全世界生产应用最多的太阳能电池是由单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池构成的晶体硅太阳能电池，其产量占到当前世界太阳能电池总产量的90％以上。
它们工艺技术成熟，性能稳定可靠，光电转换效率高，使用寿命长，已进人工业化大规模生产。
因此，本节对地面用晶体硅太阳能电池的一般生产制造工艺进行介绍。
晶体硅太阳能电池生产制造工艺包括的内容范围有宽狭之分。
宽的内容范围，包括硅材料的制备、太阳能电池的制造和太阳能电池组件的封装三个部分。
狭的内容范围，仅包括太阳能电池的制造。
下面按照宽的内容范围加以介绍，即不但包括太阳能电池的制造，还包括硅材料的制备和太阳能电池组件的封装。
硅材料的制备八太阳能电池的制造’制造晶体硅太阳能电池包括扩散制结、制作电极和蒸镀减反射膜3个主要工序。
太阳能电池与其他半导体器件的主要区别，是需要一个大面积的浅结实现能量转换。
电极用来输出电能。
减反射膜的作用是使电池的输出功率进一步提高。
为使电池成为有用的器件，在电池的制造工艺中还包括去除背结和腐蚀周边两个辅助工序，一般来说，结特性是影响电池光电转换效率的主要因素，电极除影响电池的电性能外还关乎电池的可靠性和寿命的长短。
常规晶体硅太阳能电池的生产制造工艺流程如图14所示。
(一)硅片的选择硅片是制造晶体硅太阳能电池的基本材料，它可以由纯度很高的硅棒、硅锭或硅带切割而成。
硅材料的性质在很大程度上决定成品电池的性能。
选择硅片九、太阳能电池组件的封装单体太阳能电池的输出电压、电流和功率都很小，一般来说，输出电压只有0．5V左右，输出功率只有1～2W，不能满足作为电源应用的要求。
为提高输出功率，需将多个单体电池合理地连接起来，并封装成组件。
在需要更大功率的场合，则需要将多个组件连接成为方阵，以向负载提供数值更大的电流、电压输出。
太阳能电池的单体、组件和方阵，如图1 5所示。
为保证组件在室外条件下使用20～25a以上，必须要有良好的封装，以满足使用中对防风、防尘、防湿、防腐蚀等条件的要求。
