太阳能电池调研报告

1、单晶硅太阳能池能源现状太阳能电池概述太阳能电池工作原理单晶硅太阳能电池的生产及应用1.能现状能源是发展国民经济和提高人民生活水平的重要物质基础， 也是直接影响经济发展的 一个重要的因素。然而地球储藏的化石能源有限炭石油等不可再生能源频频告急，同 时化石能源的大量使用使环境污染日趋严重。图 1：中国和世界的能源结构能枯环污石油：42年，天气：67年，煤200年 。每年排放的氧化碳达10万吨，并呈上趋势，造成全球气候变;空气中大量二化碳,粉尘含量严重 影响人们的体健康和类赖以生的自然环境 可生源风；能地；汐太能为此，各个国家积极发展低碳经济，越来越多的开发利用清洁能.其太阳能取之不尽用 之不竭，并

2、且无污染是具开发和应用前景的清洁能源之一，优越性非常突出。太阳能电 池是利用太阳能的良好途径之一，近些年来不断受到人们的重视，许多国家开始实行“阳 计划， 寻经济发展的新动使其成为发展最快、最具活力的研究领.太能用重途之是制阳电2.太能电池述太能池义太阳能电池又称光伏器件是种利用光生伏特效应把光能转变为电能的器件是太阳 能光伏发电的基础和核心。2）阳电的展世界太阳能电池发展的主要节点1954 美贝尔实验室发明单晶硅太能电效率为 6%1955 第个光伏航标灯问世，美国 RCA 明 As 太能电池1958 太能电池首次装备于美国先 1 号星转效率为 。1959 第个单晶硅太阳能电池问世1960 太

3、能电池首次实现并网运行1974 突破反射绒面技硅阳能电效率达到 18。1975 非硅及带硅太阳能电池问世1978 美建成 光电站1980 单硅太阳能电池效率达到 20%晶硅为 14。 为 1986 美建成 6.5KW 光伏电站1990 德提出“ 光伏屋顶计划”1995 高聚光 太阳能电池问世，效率达 321997 美提出“克林顿总统百万太能屋顶计日本提出“新阳光计划”1998 单硅太阳能电池效率达到 24。，荷兰提出“百万光伏屋顶计划”2000 世太阳能电池总产量达 287MW，洲计划 年生产 60 亿光伏电池3）阳电的用家屋并发系路发站3 太阳能电池的作原理 ）太阳能电的结构 , N型 /

4、P(positive)型硅 , 3个价电子，与周围 取1个 ( )。 了 negative 45 1个价电子，这个电子受到的束缚力比共价多 型N型.）PN 形过PN型时 P N . )与P区P)近 N区的自 , PN区 PN , 区 P,二 。P区 1 个 区 1 . 1个区指向P区. , 区 区 区 。显然 空间 但空穴和电子的扩散却逐渐变弱 空）阳电发原 N N结 向区，电子 P 在PP N :pn n n 造 . 空如 pn 光与半导所产生的电子-空 . NN 3 单晶硅的生产用 ）阳电材2)无机阳电池的能应用名称禁带宽度(转换效率应用实况单晶硅 1.12多晶硅 1.12非晶硅 1.52

5、.0复合型 用空间及地面太阳电池 与单晶硅占市场 7080% 占市场 消电能源 已业化 1.44 15 与 结构成的太阳电池已商业化CuInSe 1.04 探索大面积应用批量生产技术 1.42 已始用于空间太阳电池InP 耐射性能优异处于研究开发阶段单晶硅太阳能电池是以高纯的晶硅棒为原料的太阳能电池当开发得最快的一种太 阳能电池。它的构造和生产工艺已定型，产品已广泛用于空间和地面。3）国内阳能电用硅材现状硅单晶量 年单晶产量吨 单晶总量太阳能晶量太阳能晶产能力近年来国硅单晶产 1800160014001200100080060040020002000 2001 2002 2003 2004 2

6、005）晶太能池生工 太能池制工流图单硅切切片要求：切割精度高、表面平行度高、翘曲度和厚度公差小。断面完整性 好，消除拉丝、刀痕和微裂纹。提高成品率缩小刀（钢丝）切缝，降低原材 料损耗。提高切割速度，实现自动化切割具体的作工艺说明（1） 切片：采用多线切割，将硅棒切割成正方形的硅片。（2) 清洗：用常规的硅片清洗方法清洗，然后用(或碱）溶液将硅 片表面切割损伤层除去 50um。(3） 制备绒面：用碱溶液对硅片进行各向异性腐蚀在硅片表面制备 绒面。（4） 磷扩散：采用涂布源(或液态源或固态氮化磷片状源）进行扩 散，制成 结,结深一般为 0。30。5um.） 周边刻 :散时在硅片周边表面形成的扩散

7、层，会使电池上 下电极短路，用掩蔽湿法腐蚀或等离子干法腐蚀去除周边扩散层 （6) 去除背面 结。常用湿法腐蚀或磨片法除去背面 结。 (7） 制作上下电极:用真空蒸镀、化学镀镍或铝浆印刷烧结等工艺。 先制作下电极，然后制作上电极。铝浆印刷是大量采用的工艺方法。 (8） 作减反射膜:为了减少入反射损失，要在硅片表面上覆盖一层 减反射膜作减反射膜的材料有 ,SiO2 ,Al2O3 ， TiO2 ,Ta2O5 。工艺方法可用真空镀膜法、离子镀膜法，溅射法、 印刷法、 法或喷涂法等.（9) 烧结:将电池芯片烧结于镍或铜的底板上。（10)测试分档：按规定参数规范，测试分类。太阳能池组件封装艺流程流：1、

8、电检测-2、正面焊接验、背面串-检-4、敷设（玻璃清洗、材料切 割玻预处理敷-5、层、毛去清）装（ 胶、装角键、冲孔、装框、擦洗余胶）、接接线盒-9、高压测试10、 组件测试外观检验11、装库提高单硅太阳能电效率的殊技术 晶体硅太阳能电池的理论效率为 33。5 光谱条件下阳能电池的 理论效率与入射光能转变成电流之前的各种可能损耗的因素有关其中有些因 素由太阳能电池的基本物理决定的 ,有些则与材料和工艺相关。从提高太阳能电 池效率的原理上讲，应从以下几方面着手：1、 减少太阳能电池薄膜光反射的损失2、 降低 PN 结的正向电池(俗称太阳能电池暗电流）3、 PN 结的空间电荷区宽度减少，幷减少空间电荷区的复合中心。4、 提高硅晶体中少数载流子寿命 ,即减少重金属杂质含量和其他可作为复合中 心的杂质,晶体结构缺陷等。5、 当采取太阳能电池硅晶体各区厚度和其他结构参数。目前提高太阳能电池效率的主要措施如下各项措施的采用往往引导出相应的 新的工技术。（1) 选择长载流子寿命的高性能衬底硅晶体。(2） 太阳能电池芯片表面制造绒面或倒金字塔