你了解单晶硅太阳能电池吗?多晶硅薄膜太阳能电池是何方神圣?


原标题:你了解单晶硅太阳能电池吗?多晶硅薄膜太阳能电池是何方神圣?
单晶硅太阳能电池是以高纯的单晶硅棒为原料的太阳能电池,是当前开发得最快的一种太阳能电池。其详细介绍如下:
构造与原料:单晶硅太阳电池以纯度高达99.999%的单晶硅棒为原料,也增高了成本,难以大规模使用。为了节省成本,目前应用的单晶硅太阳电池对材料要求有所放宽,部分采用了半导体器件加工的头尾料以及废次单晶硅材料,或者经过复拉制成太阳电池专用的单晶硅棒。
生产过程:将单晶硅棒切成片,一般片厚约0.3毫米。硅片经过抛磨、清洗等工序,制成待加工的原料硅片。然后在硅片上掺杂和扩散,一般掺杂物为微量的硼、磷、锑等。扩散是在石英管制成的高温扩散炉中进行,这样就硅片上形成P>N结。接着采用丝网印刷法,将精配好的银浆印在硅片上做成栅线,经过烧结,同时制成背电极,并在有栅线的面涂覆减反射源,以防大量的光子被光滑的硅片表面反射掉。之后,单体片经过抽查检验,即可按所需要的规格组装成太阳能电池组件(太阳能电池板),用串联和并联的方法构成一定的输出电压和电流。最后用框架和材料进行封装。
特点:单晶硅是指硅材料整体结晶为单晶形式,是目前普遍使用的光伏发电材料。单晶硅太阳电池是硅基太阳电池中技术最成熟的,相对多晶硅和非晶硅太阳电池,其光电转化效率最高,实验室成果的光电转化效率甚至达到20%以上,但一般产品的光电转化效率为15%左右。同时,单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装,因此坚固耐用,使用寿命一般达15年,最高可达25年。然而,由于高纯硅材料工艺复杂、电耗很大,单晶硅太阳能电池的生产成本相对较高。
应用:单晶硅太阳能电池已广泛用于空间和地面。用户可根据系统设计,将太阳能电池组件组成各种大小不同的太阳能电池方阵,亦称太阳能电池阵列。
多晶硅薄膜太阳能电池
多晶硅薄膜太阳能电池则是一种兼具单晶硅电池的高转换效率和长寿命以及非晶硅薄膜电池的材料制备工艺相对简化等优点的新一代电池。其详细介绍如下:
背景与优势:通常的晶体硅太阳能电池是在厚度350~450微米的高质量硅片上制成,这种硅片需从提拉或浇铸的硅锭上锯割而来,导致实际消耗的硅材料较多。为节省材料,人们开始探索在廉价衬底上沉积多晶硅薄膜。多晶硅薄膜电池使用的硅材料远少于单晶硅,且无效率衰退问题,同时制备成本较低,效率又高于非晶硅薄膜电池。
制备工艺:目前制备多晶硅薄膜电池多采用化学气相沉积法,涵盖低压化学气相沉积(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于制备。化学气相沉积主要以SiH₂Cl₂、SiHCl₃、SiCl₄或SiH₄为反应气体,在特定保护气氛下反应生成硅原子并沉积在加热的衬底上,衬底材料常选用Si、SiO₂、Si₃N₄等。
特点:多晶硅太阳能电池的光电转换效率一般为17%~18%左右,稍低于单晶硅太阳电池,但没有明显效率衰退问题,并且有可能在廉价衬底材料上制备,其成本远低于单晶硅电池。
应用:多晶硅太阳能电池适用于大规模地面光伏电站建设等多种领域。
综上所述,单晶硅太阳能电池和多晶硅薄膜太阳能电池各有其独特的特点和优势,可根据具体的应用场景和需求进行选择。
责任编辑:David
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