太阳能电池的分类.pptxVIP

单晶硅太阳能电池结晶系太阳能电池硅太阳能电池多晶硅太阳能电池非晶硅太阳能电池太阳能电池单晶化合物太阳能电池无机化合物太阳能电池多晶化合物太阳能电池有机化合物太阳能电池太阳能电池的分类第一代：单晶硅和多晶硅两种单晶硅电池转换效率最高，但生产成本高。第二代：薄膜太阳能电池基于薄膜技术基础之上，主要采用非晶硅及氧化物等为材料。效率比第一代低，但生产成本最低。第三代：化合物薄膜太阳能电池（铜铟硒（CIS））等及薄膜Si系太阳能电池。转化效率高，低成本，存在潜在庞大的经济效应。硅太阳能电池——（按基体材料分）(1)单晶硅太阳能电池(SingleCrystaline-Si)单晶硅太阳能电池制造工程由电池片工程和模板工程组成。电池片工程大致可分为如下三部分：从原材料制造单晶硅棒。将单晶硅棒切断，加工成半圆片状。形成pn结、加入电极，制成电池片。单晶硅膜切割清洗检测镀铝电极沉积PN结老化检测封装成品检测单晶硅太阳能电池生产工艺：晶硅太阳电池向薄片化方向发展硅片是晶硅电池成本构成中的主要部分。硅－间接半导体，理论上100?m可以吸收全部太阳光。电池制造工艺－硅片厚度下限150?m。降低硅片厚度是结构电池降低成本的重要技术方向之一。Sharp单晶硅组件UltrathinMulticrystallineSiHighEfficiencySolarCells–Fraunhofer-20.3%－世界记录硅片厚度的发展：70年代－450～500?m，80年代－400～450?m。90年代－350～400?m。2000年-260～300?m。2010年-200～260?m。～2020年100～200?m。带硅技术直接拉制硅片－免去切片损失(内园切割，刀锋损失300～400?m。线锯切割，刀锋损失～200?m)。过去几十年里开发过多种生长带硅或片状硅技术①边缘限制薄膜带硅生长技术(Edgedefinedfilm-fedgrowth，EFG)采用石墨模具－电池效率13％－15％。该技术于90年代初实现了商业化生产，目前属于RWE(ASE)公司所有。②蹼状带硅技术在表面张力的作用下,插在熔硅中的两条枝蔓晶的中间会同时长出一层如蹼状的薄片,所以称为蹼状晶。切去两边的枝晶，用中间的片状晶制作太阳电池。蹼状晶为各种硅带中质量最好,但其生长速度相对较慢。(2)多晶硅太阳能电池(Polycrystaline-Si)在制作多晶硅太阳能电池时，作为原料的高纯硅不是拉成单晶，而是熔化后浇铸成正方形的硅锭，然后使用切割机切成薄片，再加工成电池。多晶硅薄膜是由许多大小不等和具有不同晶面取向的小晶粒构成的。其晶粒尺寸一般约在几十至几百nm级，大颗粒尺寸可达μm级。◆多晶硅材料制造成本低于单晶硅材料，◆能直接制备出适于规模化生产的大尺寸方型硅锭，240kg,400kg；◆制造过程简单、省电、节约硅材料，因此具有更大降低成本的潜力。但是多晶硅材料质量比单晶硅差，有许多晶界存在，电池效率比单晶硅低；晶向不一致，表面织构化困难。◆乔治亚(Geogia)工大－采用磷吸杂和双层减反射膜技术，使电池的效率达到18.6％；◆新南威尔士大学－采用类似PERL电池技术，使电池的效率19.8％◆Fraunhofer研究所20.3%－世界记录◆Kysera公司采用了PECVD/SiN+表面织构化使15?15cm2大面积多晶硅电池效率达17.7％.PECVD－SiN钝化技术对商业化多晶硅电池的效率提高起到了关键性的作用。目前商业化多晶硅电池的效率13％－16％(3)非晶硅太阳能电池(Amorphous-Si)非晶硅(又称?-Si)太阳能电池一般是用高频辉光放电等方法使硅烷(SiH4)气体分解沉积而成的。非晶硅的禁带宽度为1.7eV，通过掺硼或掺磷可得到P型?-Si或N型?-Si。非晶硅中由于原子排列缺少结晶硅中的规则性，缺陷多，因此单纯的非晶硅P-N结中，隧道电流往往占主导地位，使其呈现无整流特性，不能制作太阳能电池。为了使光生载流子能有效地收集，就要求在ɑ-Si太阳电池中光注入所及的整个范围内尽量布满电场。因此，电场设计成pin型（p层为入射光面），其中i层为本征吸收层，处在p和n产生的内建电场中。优点：①资源丰富，环境安全；②光的吸收系数高，活性层只需要1?m厚，省材料；③沉积温度低，成本衬底上，如玻璃、不锈钢和塑料膜上等。④电