硅光电池的品种
硅光电池是一种直接把光能转化成电能的半导体器材。它的结构很简单,中心部分是一个大面积的PN结,把一只通明玻璃外壳的点触摸型二极管与一块微安表接成闭合回路,当二极管的管芯(PN结)遭到光照时,你就会看到微安表的表针发作偏转,显示出回路里有电流,这个现象称为光生伏特效应。硅光电池的PN结面积要比二极管的PN结大得多,所以遭到光照时发生的电动势和电流也大得多。
光伏技能、工业及商场 简述 摘自我国电子报
光伏技能可直接将太阳的光能转化为电能,用此技能制作的光电池运用方便,特别是近年来微小型半导体逆变器迅速开展,促使其运用愈加方便。美、日、欧和开展我国家都拟定出巨大的光伏技能开展计划,开发方向是大幅度进步光电池转化功率和安稳性,降低本钱,不断扩展工业。现在已有80多个国家和地区构成商业化、半商业化生产能力,年均增加达16%,商场开辟从空间转向地上体系运用,乃至用于驱动交通工具。据报道,全球开展、制作太阳能住所(光电池 作房顶、外墙、窗户等建材用)投资规划为600亿美元,而到2005年还会再翻一倍达1200亿美元,光伏技能制作的光电池有望成为21世纪的新动力。以下按其资料分类,展现光伏技能、工业及商场开展意向。
晶体硅光电池
晶体硅光电池有单晶硅与多晶硅两大类,用P型(或n型)硅衬底,经过磷(或硼)分散构成Pn结而制作成的,生产技能老练,是光伏商场上的主导产品。选用埋层电极、外表钝化、强化陷 光、密栅工艺、优化背电极及触摸电极等技能,进步资猜中的载流子搜集功率,优化抗反射膜、 凹凸外表、高反射背电极等办法,光电转化功率有较大进步。单晶硅光电池面积有限,现在比较大的为Φ10至20cm的圆片,年产能力46MW/a。现在首要课题是持续扩展工业规划,开发带状硅光电池技能,进步资料使用率。世界公认最高功率在AM1.5条件下为24%,空间用高质量的功率在AM0条件约为13.5?18%,地上用大量生产的在AM1条件下多在11?18%之间。以定向凝结法成长的铸造多晶硅锭替代单晶硅,可降低本钱,但功率较低。优化正背电极的银浆和铝浆丝网印刷,切磨抛工艺,想方设法进一步降本钱,进步功率,大晶粒多晶硅光电池的转化功率最高达18.6%。
非晶硅光电池
a-Si(非晶硅)光电池一般选用高频辉光放电办法使硅烷气体分化堆积而成的。因为分化堆积温度低,可在玻璃、不锈钢板、陶瓷板、柔性塑料片上堆积约1μm厚的薄膜,易于大面积化 (0.5m×1.0m),本钱较低,多选用p in结构。为进步功率和改进安稳性,有时还制成三层p in 等多层叠层式结构,或是刺进一些过渡层。其商品化产值接连增加,年产能力45MW/a,10MW生产线已投入生产,全球商场用量每月在1千万片左右,居薄膜电池首位。开展集成型a-Si光电池组 件,激光切开的运用有用面积达90%以上,小面积转化功率进步到14.6%,大面积大量生产的为8-10%,叠层结构的最高功率为21%。研发意向是改进薄膜特性,准确规划光电池结构和操控各层厚度,改进各层之间界面状况,以求得高功率和高安稳性。
多晶硅光电池
p-Si(多晶硅,包含微晶)光电池没有光致阑珊效应,资料质量有所下降时也不会导致光电池受影响,是世界上正掀起的前沿性研讨抢手。在单晶硅衬底上用液相外延制备的p-Si光电池转 换功率为15.3%,经减薄衬底,加强陷光等加工,可进步到23.7%,用CVD法制备的转化功率约为 12.6-17.3%。选用廉价衬底的p-Si薄膜成长办法有PECVD和热丝法,或对a-Si:H资料膜进行后退火,到达低温固相晶化,可别离制出功率9.8%和9.2%的无退化电池。微晶硅薄膜成长与a-Si工艺相容,光电功能和安稳性很高,研讨遭到很大注重,但功率仅为7.7%。大面积低温p-Si膜与-Si组成叠层电池结构,是进步a-S光电池安稳性和转化功率的重要途径,可更充分使用太阳光谱,理论核算标明其功率可在28%以上,将使硅基薄膜光电池功能发生突破性开展。铜铟硒光电池
CIS(铜铟硒)薄膜光电池已成为世界光伏界研讨开发的抢手课题,它具有转化功率高(已到达17.7%),功能安稳,制作本钱低的特色。CIS光电池一般是在玻璃或其它廉价衬底上别离堆积多层膜而构成的,厚度可做到2?3μm,吸收层CIS膜对电池功能起着决定性效果。现已开宣布反响共蒸法和硒化法(溅射、蒸腾、电堆积等)两大类多种制备办法,其它外层一般选用真空蒸腾或 溅射成膜。阻止其开展的原因是工艺重复性差,高效电池成品率低,资料组分较杂乱,缺少操控薄膜成长的分析仪器。CIS光电池正遭到工业界注重,一些闻名公司意识到它在未来动力商场中的远景和所在位置,活跃扩展开发规划,着手组成中试线及制作厂。
碲化镉光电池
CdTe(碲化镉)也很合适制作薄膜光电池,其理论转化功率达30%,对错常抱负的光伏资料。可选用进步法、电堆积、喷涂、丝网印刷等10种较简洁的加工技能,在低衬底温度下制作出功率12%以上的CdTe光电池,小面积CdTe光电池的世界先进水平光电转化率为15.8%,一些公司正深入研讨与工业化中试,优化薄膜制备工艺,进步组件安稳性,防备Cd对环境污染和操作者的健康损害。
砷化镓光电池
GaAs(砷化镓)光电池大多选用液相外延法或MOCVD技能制备。用GaAs作衬底的光电池功率高 达29.5%(一般在19.5%左右),产品耐高温和辐射,但生产本钱高,产值受限,现在首要作空间电源用。以硅片作衬底,用MOCVD技能异质外延办法制作GaAs电池是降低本钱很有期望的办法。
其它资料光电池
InP(磷化铟)光电池的抗辐射功能特别好,功率达17?19%,多用于空间方面。选用SiGe单晶衬底,研发出在AM0条件下功率大于20%的GaAs/Si异质结外延光电池,最高功率23.3%。Si/ Ge/GaAs结构的异质外延光电池在不断开发中,操控各层厚度,恰当改变结构,可使太阳光中各 种波长的光子能量都得到有用使用,GaAs基多层结构光电池功率已挨近40%。