前沿新工艺

太阳能电池的发展趋势紧紧围绕提高光电转换效率和降低生产成本两大目标的各种新型太阳能电池的研究工作，一直在各发达国家及一些发展中国家积极进行。所谓新型太阳能电池， 是指用新材料、新结构和新工艺制造的太阳能电池。 目前晶体硅高效太阳能电池和各类薄膜太阳能电池是全球新型太阳能电池研究开发的两大热点和重点。 高效单晶硅太阳能电池的光电转换效率已接近２５％， 高效多晶硅太阳能电池的光电转换效率已超过２０％。 薄膜太阳能电池的研究工作主要集中在非晶硅薄膜电池、 ＣｄＴｅ系薄膜电池、 ＣＩＳ系薄膜电池和多晶硅薄膜电池上。非晶硅薄膜电池的研发， 重点是研究解决电池的光致衰降和提高效率问题。 经过努力， 已有许多新的突破， 实验室的稳定效率已达１５％。ＣｄＴｅ系薄膜电池的实验室效率已达到１６． ４％， ＣＩＳ系薄膜电池实验室效率已达到１９． ２％， 并且都已建立了效率超过１０％的中试规模的生产线。 多晶硅薄膜电池的研究工作， 自１９８７年以来发展迅速， 目前实验室效率已超过１７％， 成为引起世界光伏界瞩目的新热点，前景看好。下面对２１世纪前２０年期间世界太阳能电池的发展趋势作一简要预测。高效率低成本晶体硅太阳能电池的研究开发晶体硅太阳能电池在２１世纪的前２０年内仍将是居主导地位的光伏器件，在生产和应用总量中占首位，并将向效率更高、成本更低的方向发展。制约晶体硅太阳能电池光电转换效率进一步提高的主要技术障碍有：①电池表面栅线遮光影响；②电池表面光反射损失；③光传导损失；④内部复合损失；⑤表面复合损失等。针对这些障碍，近些年来研究开发了许多新技术、新工艺，主要有：①双层减反射膜，②激光或机械刻槽埋藏栅线技术；③绒面技术；④背点接触电极克服技术；⑤高效反射器技术；⑥光吸收技术等。降低硅材料的生产费用，是降低太阳能电池成本的关键。多晶硅电池的材料成本比单晶硅电池的材料成本低，应作为研究开发的重点。主要研发的问题有：①多晶硅材料制备的新技术； ②快速掺杂表面处理技术； ③提高硅片质量的新技术、新工艺等。太阳能电池的短路电流、开路电压和填充因子都达到最大值时，可以得到最高的转换效率。 但由于它们相互影响和制约， 并受到材料内在质量的影响， 同时提高三者是很困难的， 一般情况下只能单独改善其中的某一项。 提高短路电流可从光吸收和光谱响应两方面努力。 在太阳光谱中短波光的能量很大， 而常规硅电池的短波响应却很差。 为展宽电池光谱响应的峰区， 研制了具有浅结、 密栅及 “死层” 薄特征的紫光电池。 常规硅电池表面虽有减反射膜， 但单层的减反射膜仍对波长有选择性。 无反射电池即绒面电池， 则由于表面不平整， 可多次吸收入射光，并且没有对波长的选择性， 因而在较宽波长范围内光能的吸收量增大， 进一步提高了短路电流。 提高电池的开路电压能提高电池的转换效率， 而具有背面场的电池，开路电压、短路电流和填充因子都可得到提高。这些新工艺、新技术已在高效电池中得到应用，并取得了好的效果。当前的目标，是不但要研发新的工艺、新的技术和新的器件结构， 而且也要研发向工业生产的转移问题、 降低电池和组件的成本问题。产品名称 : 扩散炉 Diffusion Furnace:产品商标 : 七星华创产品产地 : 北京产品描述 : 该设备主要应用于太阳能电池片生产中的扩散工艺。产品代码 : 002最低订货量 : FOB 地点 : 交货期限 : 产品名称 : 周边刻蚀系统 Edge Etching System产品咨询 :产品商标 : 七星华创产品产地 : 北京产品描述 : 该设备是太阳能电池片生产线的关键工艺设备 ,是利用等离子体对扩散后的电池片的边缘进行干法刻蚀。产品代码 : 003最低订货量 : FOB 地点 : 交货期限 : 产品咨询 :产品商标 : 七星华创产品产地 : 北京产品描述 : 该设备应用于太阳能电池片生产线，测量硅片的薄层电阻和电阻率。产品代码 : 005最低订货量 : FOB 地点 : 交货期限 : 热平衡下 P-N 结模型及能带图太阳能电池就是利用光伏效应将太阳能直接转换为电能的一种装置。常规太阳电池简单装置如图 1 所示。当 N型和 P 型两种不同型号的半导体材料接触后，由于扩散和漂移作用， 在界面处形成由 P型指向 N型的内建电场。 当光照在太阳电池的表面后，能量大于禁带宽度的光子便激发出电子和空穴对， 这些非平衡的少数载流子在内电场的作用下分离开， 在电池的上下两极累积， 这样电池便可以给外界负载提供电流当光线照射太阳电池表面时， 一部分光子被硅材料吸收 ;光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在 P-N 结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的的实质是：光子能量转换成电能的过程。单晶 多晶 非结晶三中电池外形：太阳能电池的发展早在 1839 年，法国科学家贝克雷尔 (Becqurel)就发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏打效应”，简称“光伏效应”。 1954 年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。此后，太阳能电池的种类不断增多、应用范围日益广阔、市场规模逐步扩大。至 1994 年，世界太阳能电池销售量已达64 兆瓦，呈飞速发展之势。本世纪以来 ,一些发达国家纷纷制定了发展包括太阳能电池在内的可再生能源计划。太阳能电池的研究和生产在欧洲、美洲、亚洲大规模铺开。美国和日本为争夺世界光伏市场的霸主地位，争相出台太阳能技术的研究开发计划。近几年，全世界太阳能电池的生产量平均每年增长近 40%， 2003 年全世界生产总量更达 744 兆瓦。太阳能电池的种类根据所用材料的不同， 太阳能电池可分为： 1、 硅太阳能电池； 2、以无机盐如砷化镓 III-V 化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池； 3、功能高分子材料制备的大阳能电池； 4、纳米晶太阳能电池等。硅是最理想的太阳能电池材料， 这是太阳能电池以硅材料为主的主要原因。 在以上电池中单晶硅太阳能电池转换效率最高， 技术也最为成熟光电转化效率可达 23.3％。 在制作过程中，一般采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术。