太阳能晶硅电池发展历程及其关键材料技术

晶硅太阳能电池简介

太阳能概况太阳能电池的分类晶硅太阳能发电原理以及关键材料技术太阳能电池发展简介太阳能概况1太阳能是各种可再生资源中最重要的基本能源，生物质能，风能，海洋能，水能等都来自太阳能，广义地说，太阳能包括以上各种可再生资源。2太阳能作为可再生资源的一种，则是指太阳能的直接转化和利用。3通过转化装置把太阳的辐射能转化成热能利用的属于太阳能热利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电，也属于这一技术领域。4通过转换装置把太阳的辐射能转化成热能利用的属于太阳能光发电技术，光电转换装置通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换的，因此又称为太阳能光伏技术。返回太阳能电池的分类

·从基本材料分

晶体硅电池、非晶体硅电池、薄膜电池、硒光电池、化合物电池、有机半导体；晶体硅电池：单晶硅、多晶硅；非晶体硅电池：单结、双节、三节；化合物太阳能电池：硫化镉、硒铟铜、磷化铟、锑化镉、砷化镓；·从用途分类

空间太阳能电池、地面太阳能电池、光伏传感器；·按工作方式分类

平板太阳能电池、聚光太阳能电池、分光太阳能电池；返回晶体硅太阳能发电原理简介关键材料技术

·单晶硅材料

·多晶硅材料晶体硅太阳能发电原理简介晶体硅的发电过程：P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P—N结，当光线照射到硅晶体的表面时，一部分光子被硅材料吸收，光子的能量传递给硅原子，使电子发生跃迁，成为自由电子，在P—N结两侧聚集，产生电位差。当外部接通电路时，在该电压作用下，将有电流流过外部电路产生一定的输出功率。太阳能电池是一种将太阳转变成电能的一种器件，能产生光伏效应的材料很多，如单晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化镓、硒铟铜等。其产生电的原理是相同的。返回单晶硅材料：

单晶硅材料制造要经过如下过程：石英砂—冶金级硅—提纯和精炼—沉积多晶硅锭—单晶硅—硅片切割。硅主要以SiO2形式存在于石英和沙子中。它的制备主要是在电弧炉中用碳还原石英砂而成。该过程能量消耗很高，所以硅的生产通常在水电过剩的地方进行。典型的半导体级硅的制备过程：粉碎的冶金级硅在硫化床反应器中与HCI气体，混合并反应生成生成三氯氢硅和氢气，

Si+3HCI→SiHC13＋H2。接着，通过精馏使SiHC13与其它氯化物分离，经过精馏的SiHCl3，其杂质水平可低于10-10％的电子级硅要求。提纯后的SiHC13通过CVD原理制备出多晶硅锭。返回多晶硅材料：

由于硅材料占太阳电池成本中的绝大部分，降低硅材料的成本是光伏应用的关键。浇铸多晶硅技术是降低成本的重要途径之一，该技术省去了昂贵的单晶拉制过程，也能用较低纯度的硅作投炉料，材料及电能消耗方面都较省。

1）铸锭工艺：铸锭工艺主要有定向凝固法和浇铸法两种。定向凝固法是将硅料放在柑塌中加以熔融，然后将柑塌从热场中逐渐下降或从增蜗底部通上冷源以造成一定的温度梯度，使固液界面从柑蜗底部向上移动而形成晶锭。

2）多晶硅结构及材料性能：采用计算机图象仪可对硅片缺陷及少子寿命等参数进行面扫描，这对观察多晶硅材料性能、结构及进行系统分析具有很大帮助。

3）硅片加工技术：常规的硅片切割采用内圆切片机，其刀损为0．3一0．35mm，使晶体硅切割损失较大，且大硅片不易切得很薄。近几年，多线切割机的使用对晶体硅片的成本下降具有明显作用。晶体硅太阳能电池生产流程示意图太阳据能电己池发红展介猜绍从发防现光黑伏现碗象，钟太阳毒能电负池已纤经有姜近1幸70槽多年君的发御展历斗史。苏18疼39狸年法键国人孔发现件了光秒伏现牛象，拼38士年后身才研湖制出鹿第一剥片硒触太阳坟电池霜，仅删有1垒%的茂转换壳效率宣，作撤为发飞电没兼能推帐广。窗19露54巡寿年擦美国山贝尔酬实验拔室的瓦3位游科学放家才江做出注具有召实用咳价值劈燕的单览晶硅惯电赌池（贼4.浩5%袭），侵几年纵后迅努速提卧升到球10率%，适这时道主要职用于黄卫星秘、航医天器销（价拔格太香高，粪每瓦研要近攀20郊00度美圆晨）。上世历纪7智0年昂代后读，由谜于化帐石能艘源危炉机（扰石油干、煤贪炭）爽，再陈生能箩源被阻各国裹重视勤，尤锈其是蠢太阳念能电挂池，舰此时用的工映艺、帽材料做研究约得到泡迅速天发展讽，从皂19宝95未年以勒后，粥太阳牌能电迷池以早每年悬35赵%的传年增谢长幅槽度高刮速发垦展。虎价格毁也大情幅度炕降低窃（2汪—4厌美圆挤每瓦记)最近滩5年加是世罢界光霸伏电堵池快览速增席长几肤年，绿平均贯年增春长速似度超胳过4西0%盖。20赔04止年全测球太版阳能达电池殊产量衔12吧00番MW燥，2数00秤5年展产量烧达到链16砍50骆MW搅，比皇20榴04圆年增床加3颗8%迎。转申换效给率常餐规生贩产单桐晶1捎5.酸5%去、多堪晶1雀4.寄5%宿，实贺验室额达2买4.狡8%呼。由于译世界绢各国颂加大愈了对露硅和伐生产幼工