太阳能光【guāng】伏【fú】电【diàn】池(简称光伏电池)用于把太阳【yáng】的光能直接转化为电【diàn】能【néng】。目前地面光伏系统大量使用的【de】是以【yǐ】硅为基底的硅太阳能电池,可分为单晶硅太阳能电【diàn】池、多【duō】晶【jīng】硅太【tài】阳能电池、非【fēi】晶硅太阳能电池。在能量转换效率和使【shǐ】用【yòng】寿命等综【zōng】合性【xìng】能【néng】方面,单晶【jīng】硅和多晶硅电池优于非晶硅电池。多【duō】晶硅比单【dān】晶【jīng】硅转换效率低【dī】,但价格更便宜。

单晶硅太阳能电池

硅系列太阳能电池中,单晶硅太阳能【néng】电池转换效率【lǜ】最高,技【jì】术也最为成熟。高性能【néng】单晶硅电【diàn】池【chí】是建立在高质量单【dān】晶硅材料和【hé】相关成熟的加工处理工艺基础上的。单晶硅的【de】电【diàn】池工艺【yì】已近成【chéng】熟【shú】,在电池制【zhì】作中,一般都【dōu】采用【yòng】表面织构化、发射区钝化、分【fèn】区掺【chān】杂等【děng】技术【shù】,开【kāi】发【fā】的电池主要有平面单【dān】晶硅【guī】电池和刻槽埋栅电极单晶硅【guī】电池。提高转化【huà】效【xiào】率主要是靠单晶硅表面微结构处理和分【fèn】区【qū】掺杂工艺。

单晶硅太阳能电池转【zhuǎn】换效率无疑是最高的,在【zài】大规模应用【yòng】和工业生产中仍【réng】占据主导地位,但由【yóu】于受单晶硅材料价格及【jí】相应的【de】繁琐的电池工艺影响,致使单晶硅成【chéng】本价格居高【gāo】不下,要想【xiǎng】大幅度降【jiàng】低其成本是非【fēi】常困难的【de】。为了节省高【gāo】质量材料,寻【xún】找单晶硅【guī】电【diàn】池的替代产品,发展了薄膜【mó】太阳能电池,其中【zhōng】多晶硅【guī】薄【báo】膜太【tài】阳能【néng】电【diàn】池和【hé】非【fēi】晶硅薄膜太【tài】阳能电池就是典【diǎn】型代表。

多晶硅薄膜太阳能电池

通常的晶体硅【guī】太【tài】阳能电池是【shì】在厚度350-450μm的【de】高【gāo】质【zhì】量硅片上制成的【de】,这种硅片【piàn】从提拉或【huò】浇铸的硅锭上锯【jù】割而【ér】成。因此实际消耗的硅材料更多【duō】。为了节省材【cái】料,人们从【cóng】70年代中期就开【kāi】始在【zài】廉价衬底上沉积多晶硅薄膜,但由于生【shēng】长【zhǎng】的硅膜晶粒大小,未能制成【chéng】有价值【zhí】的太阳能电池。为了获得大尺【chǐ】寸晶【jīng】粒【lì】的薄膜,人们一直【zhí】没有停止过研究,并提出了很多【duō】方法。制备【bèi】多【duō】晶硅薄膜【mó】电【diàn】池多【duō】采用化学气相沉【chén】积法,包括低压化学【xué】气相沉【chén】积(LPCVD)和等离【lí】子【zǐ】增强化【huà】学气相沉【chén】积(PECVD)工艺。此【cǐ】外,液相外【wài】延法(LPPE)和溅射沉积法也可用来制备多晶硅薄膜电池。

多晶硅【guī】薄膜电池【chí】由于所使用的硅远较单晶硅少【shǎo】,又无效率衰【shuāi】退问题【tí】,并且有可能在廉价衬底材料【liào】上制备,其成【chéng】本远低于单晶硅电池,而【ér】效率【lǜ】高【gāo】于非晶【jīng】硅薄膜电池,因此,多【duō】晶硅薄【báo】膜电池不久将会在太阳能电地市场上【shàng】占据【jù】主【zhǔ】导地【dì】位【wèi】。

非晶硅薄膜太阳能电池

开发太阳能电池【chí】的两个关键问题就是【shì】:提高转换效率和降【jiàng】低成本。由于非晶硅【guī】薄膜太【tài】阳能电池的成本低,便【biàn】于大【dà】规模生产,普【pǔ】遍受到人们【men】的重视并得【dé】到迅速【sù】发展,非晶硅薄膜太阳能电池的制备方法有【yǒu】很多【duō】,其中包【bāo】括反应【yīng】溅射法、PECVD法【fǎ】、LPCVD法等,反应原料气体为【wéi】H2稀释【shì】的SiH4,衬底【dǐ】主要为玻【bō】璃及不锈钢片,制成【chéng】的非晶【jīng】硅薄膜经过不同【tóng】的电【diàn】池【chí】工艺过【guò】程可分别【bié】制得单结电池和叠层太阳能电池。

非晶硅太阳能电【diàn】池由于【yú】具有【yǒu】较高的转换效率【lǜ】和【hé】较低的【de】成本及重量轻等【děng】特点,有着极【jí】大的潜【qián】力。但同时由于【yú】它的【de】稳定性不高,直接影响了它的实【shí】际应用。如果【guǒ】能进一步解决稳【wěn】定性问题及提【tí】高【gāo】转换率【lǜ】问题,那么,非晶【jīng】硅大阳能电池无【wú】疑是太阳能【néng】电池的主要发【fā】展产品【pǐn】之一。