太阳能电池板原理和制作

太阳能电池板原理和制作 第 1 页 太阳能是人类的最好能源，它取之不尽用之不竭并且可以再生的特性决定了它必将成为人类最廉价和实用的能源。太阳能电池板是清洁能源，没有任何环境污染。大阳能光电近些年发展很快，是最具活力的研究领域，也是最受瞩目的项目之一。制作太阳能电池板的方法主要是以半导体材料为基础，其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电于转换反应，根据所用材料的不同，可分为硅基太阳能电池和薄膜太阳能电池，今天主要给大家讲硅基太阳能电池板。一、硅太阳能电池板1 ．硅太阳能电池工作原理与结构图太阳能电池发电的原理主要是半导体的光电效应，一般的半导体主要结构如下图中，正电荷表示硅原子，负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个。当硅晶体中掺入其他的杂质，如硼、磷等，当掺入硼时，硅晶体中就会存在着一个空穴，它的形成可以参照下图图中，正电荷表示硅原子，负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子。而黄色的表示掺入的硼原子，因为硼原子周围只有 3 个电子，所以就会产生入图所示的蓝色的空穴，这个空穴因为没有电子而变得很不稳定，容易吸收电子而中和，形成 P（ positive ）型半导体。同样， 掺入磷原子以后， 因为磷原子有五个电子， 所以就会有一个电子变得非常活跃， 形成 N（ negative ）型半导体。黄色的为磷原子核，红色的为多余的电子。如下图。P 型半导体中含有较多的空穴，而 N 型半导体中含有较多的电子，这样，当 P 型和 N 型半导体结合在一起时，就会在接触面形成电势差，这就是 PN 结。当 P 型和 N 型半导体结合在一起时，在两种半导体的交界面区域里会形成一个特殊的薄层 ，界面的 P 型一侧带负电， N 型一侧带正电。这是由于 P 型半导体多空穴， N 型半导体多自由电子，出现了浓度差。 N 区的电子会扩散到 P 区， P 区的空穴会扩散到 N 区， 一旦扩散就形成了一个由 N 指向 P 的 “ 内电场 ” ，从而阻止扩散进行。达到平衡后，就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差，这就是 PN 结。当晶片受光后， PN 结中， N 型半导体的空穴往 P 型区移动，而 P 型区中的电子往 N 型区移动，从而形成从 N 型区到 P 型区的电流。然后在 PN 结中形成电势差，这就形成了电源。 如下图所示）由于半导体不是电的良导体，电子在通过 p－ n 结后如果在半导体中流动，电阻非常大，损耗也就非常大。但如果在上层全部涂上金属，阳光就不能通过，电流就不能产生，因此一般用金属网格覆盖 p － n结（如图 梳状电极），以增加入射光的面积。另外硅表面非常光亮，会反射掉大量的太阳光，不能被电池利用。为此，科学家们给它涂上了一层反射系数非常小的保护膜 （如图） ， 实际工业生产基本都是用化学气相沉积沉积一层氮化硅膜， 厚度在 1000埃左右。将反射损失减小到 5％甚至更小。一个电池所能提供的电流和电压毕竟有限，于是人们又将很多电池（通常是 36 个）并联或串联起来使用，形成太阳能光电板。2 ．硅太阳能电池的生产流程通常的晶体硅太阳能电池是在厚度 350 ～ 450μm 的高质量硅片上制成的，这种硅片从提拉或浇铸的硅锭上锯割而成。上述方法实际消耗的硅材料更多。为了节省材料，目前制备多晶硅薄膜电池多采用化学气相沉积法，包括低压化学气相沉积（ LPCVD ）和等离子增强化学气相沉积（ PECVD ）工艺。此外，液相外延法（ LPPE ）和溅射沉积法也可用来制备多晶硅薄膜电池。备 发表评论订阅装备更新收藏到会员收藏夹收藏到网摘返回装备列表Baidu 搜藏 QQ 书签 Google 书签新浪 ViViYahoo 书签 365Key 网摘和讯网摘太阳能电池板原理和制作 第 1 页 - 第 2 页来源 互联网 更新时间 2010-12-25 点击 50 Powered by 秀逗网ot; 光明工程 “将筹资 100 亿元用于推进太阳能发电技术的应用， 计划到 2005 年全国太阳能发电系统总装机容量达到 300 兆瓦。2002 年，国家有关部委启动了 “西部省区无电乡通电计划 “ ，通过太阳能和小型风力发电解决西部七省区无电乡的用电问题。这一项目的启动大大刺激了太阳能发电产业，国内建起了几条太阳能电池的封装线，使太阳能电池的年生产量迅速增加。我国目前已有 10 条太阳能电池生产线 , 年生产能力约为 4.5MW,其中 8 条生产线是从国外引进的 ,在这 8 条生产线当中 , 有 6 条单晶硅太阳能电池生产线 ,2 条非晶硅太阳能电池生产线。据专家预测 , 目前我国光伏市场需求量为每年 5MW,2001 ～ 2010 年 ,年需求量将达 10MW,从 2011 年开始 ,我国光伏市场年需求量将大于 20MW 。目前国内太阳能硅生产企业主要有洛阳单晶硅厂、河北宁晋单晶硅基地和四川峨眉半导体材料厂等厂商， 其中河北宁晋单晶硅基地是世界最大的太阳能单晶硅生产基地， 占世界太阳能单晶硅市场份额的 25 ％左右。在太阳能电池材料下游市场， 目前国内生产太阳能电池的企业主要有无锡尚德、南京中电、 保定英利、河北晶澳、林洋新能源、苏州阿特斯、常州天合、云南天达光伏科技、宁波太阳能电源、京瓷（天津）太阳能等公司，总计年产能在 800MW 以上。2009 年，国务院根据工信提供的报告指出多晶硅产能过剩，实际业界人并不认可，科技部已经表态，多晶硅产能并不过剩 [1] 。太阳能电池及太阳能发电前景简析目前 , 太阳能电池的应用已从军事领域、航天领域进入工业、商业、农业、 通信、家用电器以及公用设施等部门，尤其可以分散地在边远地区、高山、沙漠、海岛和农村使用，以节省造价很贵的输电线路。但是在目前阶段，它的成本还很高，发出 1kW 电需要投资上万美元，因此大规模使用仍然受到经济上的限制。但是，从长远来看，随着太阳能电池制造技术的改进以及新的光 电转换装置的发明，各国对环境的保护和对再生清洁能源的巨大需求，太阳能电池仍将是利用太阳辐射能比较切实可行的方法，可为人类未来大规模地利用太阳能开辟广阔的前景。