01.太阳电池工作原理及制造ppt课件.ppt

太阳电池工作原理及制造,1,目录,引言太阳能辐射太阳电池结构和工作过程太阳电池的电性能太阳电池设计和制造太阳电池质量检验和性能分析,2,引言,太阳电池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1)Si太阳电池1)单晶硅片2)GaAs太阳电池(砷化钾）2)多晶硅片3)染料敏化电池3)非晶硅薄膜4)Cu2S电池4)多晶硅薄膜,3,大气层对太阳辐射的影响,大气质量太阳光线通过大气层的路程对到达地球表面的太阳辐射的影响AM0地球大气层外的太阳辐射AM1穿过1个大气层的太阳辐射（太阳入射角为0）AM1.5太阳入射角为48的太阳辐射,4,太阳辐射穿过大气层的情况,AM0AM1.5,5,太阳电池结构,正电极,铝背场,负电极主栅线,负电极子栅线,6,Junction,7,太阳电池的工作过程光生伏特效应,Scell,-吸收光子，产生电子空穴对-电子空穴对被内建电场分离，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,8,太阳电池等效电路,9,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,10,并联电阻,边缘漏电体内杂质和微观缺陷PN结局部短路,11,太阳电池电性能参数,Isc,Voc,Eff,FF,Isc：电池面积、光强、温度,Voc:光强、温度,FF：串联电阻、并联电阻,12,温度对太阳电池的影响,电流温度系数：0.1%电压温度系数：-0.4%（-2.3mV/),曲线125曲线235,12,13,光强对太阳电池的影响,1,2,曲线11个太阳曲线20.5个太阳,14,电性能测试,光强：1000W/m2光谱分布：AM1.5电池温度：25,15,太阳电池的光谱响应ABSDEPTH被收集的载流子数与入射光子数之比,16,太阳电池的设计,光生载流子的收集几率结深电极设计（使电阻损耗最小）减反射膜的厚度和折射率,17,太阳电池的制造过程Scrnprt,18,太阳电池制造过程-化学清洗,NaOH去除表面损伤层HcL去除硅片表面的金属离子HF去除硅片表面的硅酸钠和氧化物,19,太阳电池制造过程-扩散,在P型半导体表面掺杂五价元素磷在硅片表面形成PN结,外层：磷硅玻璃,中间：N型半导体硅,P型半导体硅,20,太阳电池制造过程-等离子体刻蚀,去除边缘PN结，防止上下短路,磷硅玻璃,磷硅玻璃,P型硅,N型硅,N型硅,21,太阳电池制造过程-去磷硅玻璃,用HF酸把上下表面的磷硅玻璃去除,P型硅,N型硅,N型硅,22,太阳电池制造过程-PECVD,在硅片表面镀上一层深蓝色的氮化硅膜可以充分吸收太阳光，降低反射在硅片表面有氢钝化的作用,氮化硅膜,23,太阳电池制造过程-背电极印刷,在太阳电池背面丝网印刷印上引出电极使用浆料是银铝浆,背电极,24,太阳电池制造过程-背电场印刷,在太阳电池背面丝网印刷铝浆通过烧结穿透背面PN结和P型硅形成良好的接触,背电场,25,太阳电池制造过程-前电极印刷,在太阳电池正面丝网印刷银浆，形成负电极正面电极有主栅线和副栅线组成,主栅线,副栅线,26,太阳电池制造过程-分类检测,通过模拟太阳灯光照射到电池片表面测试太阳电池的电性能参数太阳电池的电性能参数：Isc、Voc、Ipm、Vpm、Pmax、Rs、Rsh、FF、EFF,27,太阳电池的质量检验,外观检验尺寸、重量符合设计要求，电池颜色均匀，无色差和污染温度冲击85-40范围内循环5次，电池不开裂，电极不脱落，减反膜不变色电极牢度将引线焊接在电池上，向一个方向加重，持续10秒，电极不脱落电性能按效率的高低将电池分档,28,太阳电池性能和质量分析,短路电流减反射膜、基区扩散长度、结的质量、损伤层开路电压边缘腐蚀不够、PN结不良填充因子方块电阻、欧姆接触,29,总结,1、太阳