太阳能电池概况

11太阳能电池概况目 录引言太阳能辐射太阳电池构造太阳电池制作将来能源供给构造推测图传统能源的现状传统能源的现状人类社会面临的问题及光伏进展的契机一次能源的面临枯竭；社会进展对能源需求的增加，加剧全球能源紧急。人类社会可持续进展。环境恶化的压力和减排CO2和有效的途径和方法。环境压力相关的政策日本、欧洲、美国已经出台相关政策和法令,鼓舞和补贴可再生能源进展2005333号正式公布了《中华人民共和国可再生能源2006年开头实施太阳能发电整个产业链太阳电池的历史1839年法国试验物理学家EdmundBacquerel〔贝克勒尔〕觉察了光生伏特效应1941年奥尔在硅上觉察了光伏效应1954Chaipin〔恰宾〕和Carlson(卡尔松)等人在贝尔试验室制成了光电转换效率6%的世界上第一块有用的硅太阳电池，标志着太阳电池研制工作的重大进展19595％的多晶硅太阳电池问世1960年硅太阳电池发电首次并入常规电网1975年，美国科学家制作出非晶硅太阳电池80年月初，太阳电池开头规模化生产太阳电池按材料分类—将太阳光能直接转换为电能的半导体器件种类 ●硅太阳电池硅太阳电池 1)单晶硅片化合物太阳电池 2)多晶硅片染料敏化电池 3)非晶硅薄膜硒光电池 4)多晶硅薄膜太阳能辐射1、太阳辐射能的来源—电磁辐射2、太阳光是一种电磁波,具有波粒二相性大气层对太阳辐射的影响大气质量—大气层对太阳光线通过大气程路程对到达地球外表的太阳辐射的影响AM0—地球大气层外的太阳辐射2AM11个大气层的太阳辐射〔太阳入射角为0〕AM1.548°的太阳辐射23太阳辐射穿过大气层的状况太阳电池构造太阳电池构造单晶与多晶硅片由于单晶和多晶硅片的生产工艺不一，多晶是正方的，单晶硅片的四个边缘是有弧度的,准方片对于成品电池更好区分：太阳电池的工作过程—光生伏特效应吸取光子，产生电子空穴对电子空穴对被内建电场分别，在PN结两端产生电势将太阳电池的工作过程—光生伏特效应吸取光子，产生电子空穴对电子空穴对被内建电场分别，在PN结两端产生电势将PN结用导线连接，形成电流在太阳电池两端连接负载，实现了将光能向电能的转换太阳电池等效电路串联电阻硅材料体电阻金属电极电阻金属与硅的接触电阻并联电阻边缘漏电体内杂质和微观缺陷PN结局部短路由于杂质和缺陷在电池体内的随机分布，会造成太阳电池电性能的不均匀性太阳能电池片生产工艺流程一次清洗集中等离子刻印刷电极PECVD蚀二次清洗烧结分选测试检验入库太阳电池制造过程1-清洗.制绒NaOH去除外表损伤层和制备绒面〔陷光〕HCL去除硅片外表的金属离子HF去除硅片外表的硅酸钠和氧化物Si2NaOHHONaSiO2H2 2 3 2化学腐蚀的原理NaOH溶液去除硅片外表机械损伤层：HF去除硅片外表氧化层：HCl去除硅片外表金属杂质：盐酸具有酸和络合剂的双重作用，氯离子能与Pt2+、Au3+、Ag+、Cu+、Cd2+、Hg2+等金属离子形成可溶于水的络合物。2-集中集中的目的：形成PN结在P型半导体外表掺杂五价元素磷在硅片外表形成PN结PN结——太阳电池的心脏集中装置示意图集中装置示意图POCl3磷集中原理POCl3在高温下>60℃〕分解生成五氯化磷PCl〕和五氧化二磷P2O下：生成的P2O5在集中温度下与硅反响，生成二氧化硅〔SiO2〕和磷原子，其反响式如下：3-等离子体刻蚀目的：去除边缘PN结，防止上下短路磷硅玻璃N型硅P型硅N型硅磷硅玻璃等离子体刻蚀反响首先，母体分子首先，母体分子CF4在高能量的电子的碰撞作用下分解成多种中性基团或离子。其次，这些活性粒子由于集中或者在电场作用下到达SiO2外表，并在外表上发生化学反响。生产过程中，在中CF4掺入O2，这样有利于提高SiSiO2的刻蚀速率。太阳电池制造过程4-去磷硅玻璃用HF酸把上下外表的磷硅玻璃去除N型硅P型硅N型硅什么是磷硅玻璃？在集中过程中发生如下反响：POCl3分解产生的P2O5淀积在硅片外表，P2O5Si反响生成SiO2和磷原子：5POCl5POCl60C3PClPO2PO35Si5SiO4P254PCl5O25过量22PO210Cll2POClO2PO5 2 256232255-PECVDPECVD=PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition即“等离子增加化学气相沉积”。它是借助等离子体使含有薄膜组成原子的气态物质发生化学反响，而在基片上沉积薄膜的一种方法。PECVD的反响过程PECVD的作用SiNxHy膜作用在太阳电池外表沉积深蓝色减反膜SiNxHySiNxHy膜作用优良的外表钝化效果高效的光学减反性能〔厚度和折射率匹配〕低温工艺〔有效降低本钱〕体内的氢钝化7-背电场印刷在太阳电池反面丝网印刷铝浆通过烧结穿透反面PN结和P型硅形成良好的接触背电场8-前电极印刷副栅线 主栅线9-分选检测通过模拟太阳灯光照耀到电池片外表测试太阳电池的电性能参数光强：光强：1000W/m2太阳电池电性能参数光谱分布：AM1.5电池温度：25℃太阳电池的电性能参数：Isc、VocImpVmp、Pmax、Rs、Rsh、FF、EFF太阳电池电性能参数短路电流Is：抱负状况下，等于光生电流I影响因素：面积、光强、温度125太阳电池 5A左右156太阳