太【tài】阳能光伏电池(简【jiǎn】称【chēng】光伏电池)用于把太阳的光【guāng】能直接转化为【wéi】电能。目前地面光伏系统大量使用的【de】是【shì】以【yǐ】硅为【wéi】基底【dǐ】的硅太阳能电池,可分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非【fēi】晶硅太阳【yáng】能【néng】电池。在【zài】能【néng】量转换效率和【hé】使用【yòng】寿命【mìng】等综合性能方面,单晶硅和多晶硅电池优于非【fēi】晶硅电【diàn】池。多晶硅【guī】比单【dān】晶硅转【zhuǎn】换效【xiào】率低,但价格【gé】更【gèng】便宜。

单晶硅太阳能电池

硅系列太【tài】阳能电池中,单晶硅太阳能电池转换【huàn】效率最高,技术【shù】也最【zuì】为成熟。高性能单晶硅电池是建立【lì】在高质量单【dān】晶硅【guī】材料和相关成熟的加工处理工艺基础上的。单晶硅的电【diàn】池工艺已近【jìn】成熟,在电池制【zhì】作中,一般都采用表【biǎo】面织构化、发【fā】射区【qū】钝化、分区掺【chān】杂等技【jì】术【shù】,开发【fā】的电池【chí】主要有平面单晶硅电池和刻槽【cáo】埋栅【shān】电【diàn】极单【dān】晶硅电池。提高【gāo】转化效率主要是【shì】靠单晶硅表面微结构处理和【hé】分区【qū】掺杂工艺。

单【dān】晶【jīng】硅太阳能电池转换效率【lǜ】无【wú】疑是【shì】最高的,在【zài】大【dà】规模【mó】应用和工【gōng】业【yè】生产中仍占据主导地位【wèi】,但由于受单晶硅材【cái】料价格及相应的繁【fán】琐的电池工艺【yì】影响,致【zhì】使单晶硅成本价格居高不下,要想【xiǎng】大幅度降低其成本是非常困【kùn】难的。为了节省高质【zhì】量材料,寻找单晶【jīng】硅电【diàn】池【chí】的替【tì】代产品,发展了薄膜太【tài】阳能电【diàn】池,其中多晶【jīng】硅薄【báo】膜太阳【yáng】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【jīng】体硅太【tài】阳【yáng】能电【diàn】池是在厚度350-450μm的高质【zhì】量硅片上【shàng】制成的,这种硅【guī】片从提拉【lā】或浇铸【zhù】的【de】硅锭上锯割而成。因此实际消耗的硅材料更多。为【wéi】了节省材料,人们从70年代【dài】中期就开始在【zài】廉价衬【chèn】底【dǐ】上沉积【jī】多晶硅薄【báo】膜,但由于【yú】生长的硅【guī】膜晶粒大小【xiǎo】,未能制【zhì】成有价值的太阳能电池。为了获得大尺【chǐ】寸【cùn】晶粒的薄膜,人们一【yī】直没有停止过研【yán】究,并提出【chū】了很多【duō】方法。制【zhì】备多晶硅薄膜电【diàn】池多采用化【huà】学气【qì】相沉积法,包括低压化学气相【xiàng】沉积【jī】(LPCVD)和【hé】等离子增【zēng】强化学气相沉积【jī】(PECVD)工艺。此外,液相【xiàng】外延法(LPPE)和溅射沉积法也可用来【lái】制备多【duō】晶硅薄膜电池。

多晶硅薄膜电池由于所【suǒ】使用的硅远较单【dān】晶硅【guī】少,又【yòu】无【wú】效率衰退问题,并且有可能在廉价衬底【dǐ】材料上【shàng】制备,其成本【běn】远【yuǎn】低于单【dān】晶硅【guī】电池【chí】,而效【xiào】率高于非【fēi】晶硅【guī】薄膜电池,因此,多晶硅薄膜电池【chí】不久将会在【zài】太阳能电地市场上占据主导地位【wèi】。

非晶硅薄膜太阳能电池

开发【fā】太阳能电池的两【liǎng】个关键问【wèn】题就【jiù】是:提高转换效率和降低成本。由于非晶硅薄膜太阳能电池的成本低,便于大【dà】规【guī】模生产,普遍受【shòu】到人们的重视并得【dé】到迅速发展,非晶硅薄膜太【tài】阳能电【diàn】池的制【zhì】备方法有很多,其中包括反应溅射法、PECVD法、LPCVD法等,反应原料气体【tǐ】为【wéi】H2稀释的【de】SiH4,衬底主【zhǔ】要为玻璃及不锈钢片,制成的非晶【jīng】硅【guī】薄【báo】膜经过【guò】不同【tóng】的电池【chí】工艺过程可分别制得单【dān】结电【diàn】池【chí】和【hé】叠【dié】层太阳【yáng】能【néng】电池【chí】。

非晶【jīng】硅太阳【yáng】能电池【chí】由【yóu】于具有较高【gāo】的转换效率和【hé】较低的成本及【jí】重【chóng】量轻【qīng】等【děng】特点,有着极【jí】大的潜力。但同【tóng】时由于它的稳定性不高,直接影响了它的【de】实际应【yīng】用。如果能进【jìn】一步解决稳定性问题及提高转换率【lǜ】问【wèn】题,那么【me】,非晶硅大阳能电池无【wú】疑【yí】是太阳能电池【chí】的主要发【fā】展产品之一。