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单晶硅、非晶硅、多晶硅太阳能电池的区别

2009-09-28 12:23:00| 来源: | 评论:0| 点击: |

晶体硅光电池

    晶体硅光电池有单晶硅与多晶硅两大类,用P型(或n型)硅衬底,通过磷(或硼)扩散形成Pn结成制作,生产技术成熟,是光伏市场上的主导产品。采用埋层电极、表面钝化、强化陷光、密栅工艺、优化背电极及接触电极等技术,提高材料中的载流子收集效率,优化抗反肘膜、凹凸表面、高反射背电极等方式,光电转换效率有较大提高。单晶硅光电池面积有限,目前比较大的为 ∮10至 20cm的圆片,年产能力46MW/a。目前主要课题是继续扩大产业规模,开发带状硅光电池技术,提高材料利用率。国际公认最高效率在AM1.5条件下为24%,空间用高质量的效率在AMO条件约为13.5—18%地面用大量生产的在AM1条件下多在11—18%之间。以定向凝固法生长的铸造多晶硅锭代替#晶硅,可降低成本,但效率较低。优化正背电极的银浆和铝浆丝网印刷,磨图抛工艺,千方百计进一步降成本,提高效率,大晶粒多晶硅光电池的转换效率最高达18.6%。

非晶硅光电池

    a-Si(非晶硅)光电池一般采用高频辉光放电方法使硅烷气体分解沉积而成。由于外解沉积温度低,可在玻璃、不锈钢板、陶瓷板、柔性塑料片上沉积约1μm厚的薄膜,易于大面积化(05rn×l.0m),成本较低,多采用p in结构。为提高效率和改善稳定性,有时还制成三层P in等多层叠层式结构,或是插入一些过渡层。其商品化产量连续增长,年产能力45MW/a,10MW生产线已投入生产,全球市场用量每月在1千万片左右,居薄膜电池首位。发展集成型a-Si光电池组件,激光切割的使用有效面积达90%以上,小面积转换效率提高到 14.6%,大面积大量生产的为8-10%,叠层结构的最高效率为21%。研发动向是改善薄膜特性,精确设计光电池结构和控制各层厚度,改善各层之间界面状态,以求得高效率和高稳定性。

多晶硅光电池

P-Si(多晶硅,包括微品)光电池没有光致衰退效应,材料质量有所下降时也不会导致光电池受影响,是国际上正掀起的前沿性研究热点。在单晶硅衬底上用液相外延制备的p-Si光电池转换效率为15.3%,经减薄衬底,加强陷光等加工,可提高到23.7%,用CVD法制备的转换效率约为12.6—l7.3%。采用廉价衬底的p—si薄膜生长方法有PECVD和热丝法,或对a—si:H材料膜进行后退火,达到低温固相晶化,可分别制出效率9.8%和9.2%的无退化电池。微晶硅薄膜生长与a—si工艺相容,光电性能和稳定性很高,研究受到很大重视,但效率仅为7.7%大面积低温p—si膜与—si组成叠层电池结构,是提高比a—S光电池稳定性和转换效率的重要途径,可更充分利用太阳光谱,理论计算表明其效率可在28%以上,将使硅基薄膜光电池性能产生突破性进展。铜烟硒光电池 CIS(铜锁硒)薄膜光电池己成为国际先伏界研究开发的热门课题,它具有转换效率高(已达到17.7%),性能稳定,制造成本低的特点。CIS光电池一般是在玻璃或其它廉价衬底上分别沉积多层膜而构成的,厚度可做到2-3μrn,吸收层CIS膜对电池性能起着决定性作用。现已开发出反应共蒸法和硒化法(溅射、蒸发、电沉积等)两大类多种制备方法,其它外层通常采用真空蒸发或溅射成膜。阻碍其发展的原风是工艺重复性差,高效电池成品率低,材料组分较复杂,缺乏控制薄膜生长的分析仪器。CIS光电池正受到产业界重视,一些知名公司意识到它在未来能源市场中的前景和所处地位,积极扩人开发规模,着手组建中试线及制造厂。

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