太阳能晶硅电池发展历程与其关键材料技术

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光伏单晶硅的发展史

光伏单晶硅的发展史

光伏单晶硅的发展史光伏单晶硅的发展史引言光伏单晶硅作为太阳能产业的重要组成部分,凭借其高效能和环保特性,成为了可再生能源中最为主流的应用之一。

本文将深入探讨光伏单晶硅的发展史,并对其技术进步、市场应用以及未来前景进行全面评估。

一、光伏单晶硅的诞生与初期发展1.1 光伏单晶硅的诞生光伏单晶硅是指通过对硅材料进行精炼、晶体生长、切片等工艺步骤,制备出具有单一结晶结构的硅片。

光伏单晶硅的发展可追溯到20世纪50年代末,当时美国贝尔实验室首次成功利用硅材料制备出具有均匀结晶结构的光伏电池。

1.2 光伏单晶硅的初期发展起初,光伏单晶硅技术仅限于实验室研究,由于制备过程复杂且昂贵,并没有大规模应用于工业生产。

然而,在20世纪60年代末和70年代初,光伏单晶硅的生产成本逐渐下降,使得其在航天、航空等领域开始得到广泛运用。

二、光伏单晶硅的技术进步与市场应用2.1 光伏单晶硅技术的进步随着科学技术的进步和工艺的改进,光伏单晶硅的效率逐渐提升。

通过改进硅材料的生长工艺,如Czochralski法和Float-Zone法,提高了晶体的纯度和均匀性,从而提高了电池的转换效率。

引入了表面退火和抗反射膜等工艺,减少能量损失和提高光吸收效率。

通过结构优化和材料改良,减少了电池的漏电流和热损失,进一步提高了光伏单晶硅的效率。

2.2 光伏单晶硅的市场应用随着光伏单晶硅技术的不断进步,其在市场上的应用也得到了大规模的拓展。

光伏单晶硅模块广泛应用于住宅和商业建筑的屋顶、立面和地面等位置,通过将太阳能转化为电能,为人们提供了清洁、可再生的能源。

随着能源需求的增加和环境保护意识的提高,光伏单晶硅还被广泛应用于农村地区的电力供应、航天航空领域和移动通信设备等。

三、光伏单晶硅的未来发展前景3.1 技术突破与创新光伏单晶硅在不断追求更高效率的也面临着挑战。

未来,随着人们对清洁能源的需求不断增加,光伏单晶硅技术将不断突破瓶颈,实现更高的转化效率。

全球晶硅光伏发展历史

全球晶硅光伏发展历史

全球晶硅光伏发展历史
全球晶硅光伏的发展历史可以追溯到1839年,当时法国科学家贝克雷尔发现了光生伏特效应,即光照能够使得半导体材料的不同部位之间产生电位差。

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,标志着光伏发电技术的诞生。

在接下来的几十年中,晶硅光伏技术得到了广泛的研究和应用。

1968年至1969年底,中国半导体所承担了为“实践1号卫星”研制和生产硅太阳能电池板的任务,并成功完成了NP结硅太阳电池的研制和生产任务。

进入21世纪,随着国际光伏市场的爆发,晶硅光伏产业链得到了快速发展。

多晶硅产品作为光伏产业链内技术和资金壁垒最高的环节之一,其生产工艺技术在行业发轫早期被海外产业巨头封锁。

然而,随着中国硅材料产业的发展,中国成功拉制出硅单晶,并在2005年实现了全国多晶硅产量仅有60吨的突破。

为了扭转受制于人的局面,国内一些企业开始着手多晶硅核心工艺开发。

随着多晶硅产品的供需出现缺口,其价格大幅上涨,这促使更多企业加入到多晶硅的研发和生产中。

总之,晶硅光伏技术是全球能源领域的重要发展方向之一,其发展历程经历了多个阶段,并推动了全球能源结构的转变和升级。

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的设备,它在能源领域具有重要的意义。

本文将详细介绍太阳能电池的发展历史,包括关键的里程碑和技术发展。

1. 太阳能电池的起源太阳能电池的概念最早可以追溯到19世纪初。

1839年,法国科学家贝克勒尔发现了光电效应,即光线照射到某些材料上时会产生电流。

这个发现为太阳能电池的发展奠定了基础。

2. 第一代太阳能电池:硅基太阳能电池20世纪50年代,贝尔实验室的科学家们首次成功创造出可用的太阳能电池。

这种太阳能电池采用硅作为半导体材料,通过光照射到硅材料上产生电流。

硅基太阳能电池具有较高的效率和稳定性,成为当时主要的太阳能电池技术。

3. 第二代太阳能电池:薄膜太阳能电池20世纪70年代,科学家们开始研发新型的太阳能电池技术,以降低成本并提高效率。

薄膜太阳能电池应运而生,它采用较薄的材料作为光吸收层,如铜铟镓硒(CIGS)和铜铟镓硫(CIGS)。

这些材料具有较高的光吸收系数和较高的转换效率,同时可以通过卷绕和灵便的设计实现更广泛的应用。

4. 第三代太阳能电池:多结太阳能电池随着对太阳能电池技术的不断研究,人们开始寻求更高效率和更低成本的解决方案。

第三代太阳能电池的代表是多结太阳能电池,它采用多层结构,每一个层都能吸收不同波长的光线。

这样可以提高光电转换效率,并实现更广泛的光谱范围的吸收。

多结太阳能电池目前仍在研究和开辟阶段,但已经显示出巨大的潜力。

5. 未来发展趋势太阳能电池作为一种清洁、可再生的能源技术,具有广阔的应用前景。

随着技术的进步和成本的降低,太阳能电池的市场份额将不断增加。

未来的发展趋势包括提高效率、降低成本、增加可靠性和延长寿命。

同时,太阳能电池与其他能源技术的结合,如储能技术和智能电网,将进一步推动太阳能电池的发展。

总结:太阳能电池的发展历史经历了多个阶段,从硅基太阳能电池到薄膜太阳能电池,再到多结太阳能电池。

每一个阶段都有重要的技术突破和发展,推动太阳能电池的效率和可靠性不断提高。

高效低成本晶硅太阳能电池表界面制造关键技术及应用

高效低成本晶硅太阳能电池表界面制造关键技术及应用

高效低成本晶硅太阳能电池表界面制造关键技术及应用
晶硅太阳能电池是最常见的太阳能电池,其发展历程从上个世纪末开始,为实现经济、环保、高可靠性的太阳能电源,晶硅太阳能电池表界面制造技术是其中一个关键技术。

晶硅
太阳能电池表界面制造技术是以晶硅片和表界面涂层为基础,解决了晶硅太阳能电池的耐
火性、导电性和耐氧性,以及表界面的表面质量的问题。

晶硅太阳能电池表界面制造关键技术主要有深松技术、结晶技术、纳米技术、温度敏感技术和电站复合技术等,它们分别用于促进成膜和细微凹谷的表面处理,并进一步完善晶硅太阳能电池外观镜面质量。

晶硅太阳能电池表界面制造技术在太阳能行业的应用日益广泛,它提高了晶硅太阳能电池
的可靠性,降低了表面疲劳,并使其经久耐用。

此外,晶硅太阳能电池的低成本生产已经实现,使得太阳能发电具有越来越多的经济性,为我们所有人提供了更多的能源选择机会,从根本上改善了人们的生活水平。

总之,晶硅太阳能电池表界面制造技术不仅可以提高产品质量,而且具有高效低成本的特点。

晶硅太阳能电池表界面制造技术日益成熟,在太阳能行业的应用前景一片大好,有望为我们带来更多可观的价值。

太阳能电池第一、二、三代发展进程

太阳能电池第一、二、三代发展进程

太阳能电池第一、二、三代发展进程目前的电池片技术绝大部分(大概96%)是硅晶技术,不管是PERC还是TOPCon,还是HJT都是基于硅晶材料。

他的优势是量产成本低,光电转换效率高,是市场主流技术。

还有部分(4%左右)是薄膜电池,包括碲化镉,铜铟镓硒,钙钛矿等技术。

但他的成本较高,光电效率低,所以量很少。

晶硅/薄膜电池技术路线:光电转化效率:HJT+钙钛矿,是行业趋势。

技术发展史:→ 第1代:铝背场BSF电池 (2017年以前)→ 第2代:PERC电池 (2017年至今)→ 第2.5代:PERC+/TOPCon(隧穿氧化钝化电池)→ 第3代:HJT电池(也叫HIT电池,俗称异质结电池,全称晶体硅异质结太阳能电池)→ 第4代:HBC电池(也称IBC,即叉指式背接触电池,可能潜在方向)→ 第5代:钙钛矿叠层电池 (可能潜在方向)。

材料发展史:第一代太阳能电池——以单晶硅、多晶硅为代表的硅晶太阳能电池。

目前这技术发展成熟且应用最为广泛,目前面对的问题是单晶硅太阳能电池对原料要求太高,以及多晶硅太阳能电池生产工艺过于复杂等问题。

第二代太阳能电池——薄膜太阳能电池,以CdTe、GaAs及CIGS为代表的的太阳能电池。

该技术与晶硅电池相比,优势在于所需材料较少且容易大面积生产,成本方面优势较明显。

第三代太阳能电池——基于高效、绿色环保和先进纳米技术的新型薄膜太阳能电池,如染料敏化太阳能电池(DSSCs)、钙钛矿太阳能电池(PSCs)和量子点太阳能电池(QDSCs)等。

钙钛矿电池钙钛矿是一类陶瓷氧化物,其分子通式为ABO3 ,呈八面体形状,结构特性优异;此类氧化物最早被发现,是存在于钙钛矿石中的钛酸钙(CaTiO3)化合物,因此而得名。

钙钛矿晶体的制备工艺简单,光电转换效率高,在光伏、LED等领域应用广泛。

钙钛矿型太阳能电池(perovskite solar cells),又被称作新概念太阳能电池,是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池,属于第三代太阳能电池。

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史太阳能电池,也被称为光伏电池,是一种能够将太阳能转化为电能的装置。

它的发展历史可以追溯到19世纪初,经过了几个重要的里程碑式的发展阶段。

本文将详细介绍太阳能电池的发展历史。

1. 早期研究(19世纪初至20世纪中叶)太阳能电池的研究始于19世纪初,当时科学家开始尝试将太阳能转化为电能。

1839年,法国物理学家贝克勒尔发现了光电效应,这是太阳能电池研究的基础。

1883年,美国发明家查尔斯·福克斯在实验室中创造了第一块光电池,但效率很低,无法实际应用。

2. 硅太阳能电池的诞生(20世纪中叶)20世纪中叶,硅太阳能电池的诞生标志着太阳能电池的重要突破。

1954年,贝尔实验室的科学家发明了第一块高效的硅太阳能电池。

这种电池利用硅半导体材料,通过光电效应将太阳能转化为电能。

这一发明引起了广泛的关注,并在航天、电力等领域得到了应用。

3. 多晶硅太阳能电池的发展(20世纪后半叶)20世纪后半叶,科学家们继续改进太阳能电池的效率和成本。

传统的硅太阳能电池使用单晶硅材料创造,成本较高。

为了降低成本,研究人员开始使用多晶硅材料创造太阳能电池。

多晶硅太阳能电池的创造工艺更简单,成本更低,同时效率也有所提高。

这种电池逐渐成为主流,并在太阳能发电领域得到广泛应用。

4. 薄膜太阳能电池的兴起(21世纪初)21世纪初,薄膜太阳能电池的兴起引起了行业的关注。

薄膜太阳能电池采用柔性材料创造,具有轻薄灵便的特点,可以应用于各种形状和表面。

这种电池的创造成本更低,生产工艺更简单,但效率相对较低。

然而,随着技术的进步,薄膜太阳能电池的效率逐渐提高,有望成为未来太阳能电池的重要发展方向。

5. 第三代太阳能电池的探索(当前)当前,科学家们正在探索第三代太阳能电池的发展。

第三代太阳能电池主要关注于提高效率、降低成本和改善可持续性。

其中,有机太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、量子点太阳能电池等技术被广泛研究。

这些新型太阳能电池材料和结构的应用有望进一步提高太阳能电池的效率和可靠性。

太阳能电池技术的发展历程与趋势

太阳能电池技术的发展历程与趋势

太阳能电池技术的发展历程与趋势太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的器件,它可以直接利用阳光的辐射能来产生电能,是可再生能源的一种重要来源。

太阳能电池技术的发展历程可以追溯到19世纪初,经过几十年的研究和发展,太阳能电池已经成为一种成熟的技术,并逐渐在工业和生活中得到广泛应用。

太阳能电池的发展可以分为以下几个阶段:1. 单晶硅太阳能电池(1950s-1960s):最早的太阳能电池是由单晶硅制成的。

这种太阳能电池的制作过程较为复杂,成本较高,效率也不高。

2. 多晶硅太阳能电池(1970s-1980s):为了降低太阳能电池的成本,研究人员开始探索使用多晶硅制作太阳能电池。

多晶硅太阳能电池的制作工艺相对简单,成本较低,效率也有所提高。

3. 薄膜太阳能电池(1990s-2000s):薄膜太阳能电池采用了新的制作材料,如非晶硅、柔性聚合物等。

这种太阳能电池能够灵活应用于各种场景,并且制作成本相对较低,但效率相对较低。

4. 第三代太阳能电池(2000s至今):随着科技的发展,研究人员开始探索新的太阳能电池技术,包括有机太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、量子点太阳能电池等。

这些新型太阳能电池具有制作工艺简单、成本低、效率高等特点,被认为是太阳能电池技术的未来发展方向。

当前,太阳能电池技术正朝着以下几个趋势发展:1. 提高效率:太阳能电池的效率是指太阳能转化为电能的比例,当前主流的太阳能电池的效率约为20%左右。

研究人员正在不断寻求提高太阳能电池的效率,通过改良材料、结构和工艺等方面来实现。

2. 降低成本:目前,太阳能电池的制作成本较高,主要是由于材料成本和制造工艺的复杂性所导致的。

研究人员正在努力降低太阳能电池的制作成本,以提升其在市场中的竞争力。

3. 增强稳定性和可靠性:太阳能电池需要长时间稳定运行才能实现经济效益。

因此,研究人员正在致力于提高太阳能电池的稳定性和可靠性,以减少运行中出现的故障和损坏。

4. 发展新型材料和新工艺:为了进一步提高太阳能电池的效率和降低成本,研究人员正在开发新型材料和新工艺。

太阳能电池的发展历程及技术现状

太阳能电池的发展历程及技术现状

太阳能电池的发展历程及技术现状太阳能电池是一种能够将太阳能直接转化为电能的装置,是绿色能源的代表之一,也是目前最为成熟的可再生能源之一。

随着人们对环境保护意识的提高和能源危机的逐渐加剧,太阳能电池的应用价值更加凸显,其发展历程也越来越成为人们关注的热点问题。

一、发展历程太阳能电池的历史可以追溯到19世纪初期。

1839年,科学家法拉第首次发现了太阳能电池效应,即在光照下硒化银的电导率将增大。

20世纪初期,爱迪生、费根鲁并独立发明出了最早的太阳能电池,但在当时并没有得到广泛应用。

随着技术的不断进步和发展,太阳能电池的效率逐步提高,生产成本逐渐降低,才逐渐开启了规模化生产应用的时代。

20世纪50年代,由路易斯·布拉托夫发明的硅太阳能电池开始应用于人造卫星,成为太空探索的重要能源来源。

随后,太阳能电池应用领域逐渐拓展到各个领域。

90年代以来,太阳能电池的效率不断提高,生产成本持续降低,规模化生产和应用得到了进一步的发展。

二、技术现状太阳能电池通常通过硅制备,并根据不同的转化方式可分为多种类型,例如单晶硅、多晶硅、非晶硅等。

其中单晶硅是效率最高的太阳能电池,但生产成本较高,非晶硅则成本较低但效率不如单晶硅。

目前,太阳能电池技术已经取得重大进展。

近年来,钙钛矿太阳能电池因其高效率、低成本、良好的透明性等特点逐渐受到人们的关注,成为太阳能电池领域的新疆域。

此外,以柔性材料制备的太阳能电池也成为一个新的研究热点,具有更广阔的应用前景。

量子点太阳能电池被认为是下一代太阳能电池的发展方向。

量子点太阳能电池主要由量子点薄膜、电解质、热电材料等多个部分组成,具有高效、稳定的性能,也是目前最具前景的太阳能电池之一。

三、发展前景太阳能电池拥有广泛的应用前景。

随着全球环保意识的增强和经济的发展,太阳能电池在工业、家庭,甚至是城市能源供应等领域都有着广泛的应用前景。

同时,太阳能电池也成为国家新能源政策的重点研究领域之一,相关科研机构和企业也在不断进行技术创新和实践探索,以满足人们对清洁能源、可持续发展的需求。

太阳能电池技术的发展历程

太阳能电池技术的发展历程

太阳能电池技术的发展历程自从人类发现太阳的能量可以转化为电能后,太阳能电池技术就开始了它的发展历程。

本文将为大家介绍太阳能电池技术的发展历程。

一、太阳能电池技术的起源太阳能电池是一种可将太阳能转换成电能的装置。

它的原理基于光电效应,即在光子的作用下,物质产生电子受激跃迁。

太阳能电池的历史可以追溯到19世纪末期,瑞士科学家亨利·贝克勒尔于1839年首次发现了光电效应。

二、第一代太阳能电池1901年,美国发明家查尔斯·费奇申请了太阳能电池的专利,这被认为是第一代太阳能电池。

它的结构非常简单,由一个覆盖了真空玻璃的铜板和一个铂电极组成,中间间隔着一层半导体硒。

1921年,阿尔伯特·爱因斯坦描述了光电效应,并从理论上解释了太阳能电池的工作原理。

这个重大的发现为太阳能电池技术的进一步发展奠定了基础。

三、第二代太阳能电池1954年,美国贝尔实验室的研究员首次制造出硅基太阳能电池。

这被视为第二代太阳能电池的标志性事件。

硅基太阳能电池的结构较复杂,由P型硅、N型硅、以及铝电极和银电极等组成。

硅基太阳能电池的效率仅为6%,可谓是相当低的。

四、第三代太阳能电池20世纪90年代末和21世纪初,以钙钛矿和有机分子为代表的第三代太阳能电池开始走向实用化。

第三代太阳能电池的优点是成本低、效率高、环保、轻便等。

其中最成功的一种是钙钛矿太阳能电池。

钙钛矿太阳能电池的工作原理类似于硅基太阳能电池,但具有更高的转换效率和更低的成本。

在2014年,日本团队创造了一种钙钛矿太阳能电池,其效率高达19.3%,媲美硅基太阳能电池。

五、未来展望太阳能电池技术正在不断发展,未来的展望也很光明。

一个可能的技术是使用纳米立方晶体,这种晶体比传统钙钛矿更稳定,并且可以通过简单的过程制造出来。

还有其他的技术,比如有机太阳能电池和钙铁钛矿太阳能电池等。

总之,太阳能电池技术是一项快速发展的技术。

随着技术的不断进步,太阳能电池的效率将会越来越高,成本也会越来越低,相信在不久的将来,太阳能电池将会成为主要的能源来源之一。

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史太阳能电池是一种能够将太阳光转化为电能的装置,它的发展历史可以追溯到19世纪。

以下是太阳能电池发展历史的详细描述。

1. 19世纪初期太阳能电池的诞生1839年,法国物理学家安东尼·贝克勒尔发现了光电效应,即光照射到某些物质上时会产生电流。

这一发现为太阳能电池的发展奠定了基础。

2. 20世纪初期的太阳能电池研究20世纪初,物理学家爱因斯坦对光电效应进行了深入研究,并提出了解释光电效应的理论。

这一理论的建立进一步推动了太阳能电池的研究。

3. 第一代太阳能电池的诞生1954年,美国贝尔实验室的科学家发明了第一代太阳能电池,采用了硅材料制成的PN结构。

这种太阳能电池的效率较低,但标志着太阳能电池的商业化应用的开始。

4. 太阳能电池的进一步发展在接下来的几十年里,太阳能电池经历了不断的改进和创新。

研究人员发现了更高效的材料,如多晶硅和单晶硅,并提出了新的电池结构,如薄膜太阳能电池和有机太阳能电池。

5. 太阳能电池的商业化应用随着太阳能电池技术的不断进步,太阳能电池开始在各个领域得到广泛应用。

太阳能电池板被安装在房屋屋顶上,用于发电;太阳能电池还被应用在航天器、卫星和无人机等领域,提供独立的电力供应。

6. 太阳能电池的效率提升近年来,太阳能电池的效率不断提升。

研究人员利用纳米技术、多结构设计和新型材料等手段,将太阳能电池的转换效率提高到了20%以上。

此外,太阳能电池的成本也在不断降低,推动了太阳能发电的普及和应用。

7. 太阳能电池的未来发展趋势太阳能电池作为一种清洁、可再生的能源技术,具有广阔的发展前景。

未来,太阳能电池有望进一步提高效率、降低成本,并与其他能源技术相结合,如储能技术和智能电网,实现可持续发展。

总结:太阳能电池的发展历史可以追溯到19世纪初期的光电效应发现。

经过多年的研究和创新,太阳能电池从第一代硅材料制成的PN结构发展到多晶硅、单晶硅、薄膜和有机太阳能电池等多种类型。

太阳能电池发展历程

太阳能电池发展历程

太阳能电池发展历程太阳能电池是利用光能直接转化为电能的装置,它是一种可再生能源,具有环保、可持续的优点。

太阳能电池的发展经历了以下几个阶段。

第一阶段:固态电池20世纪中叶,科学家开始开展太阳能电池的研究。

最初的太阳能电池采用了固态结构,使用了硒化铜等半导体材料。

然而,固态电池效率低下,成本高昂,限制了其应用范围。

第二阶段:硅太阳能电池20世纪60年代至70年代,硅太阳能电池逐渐成为主流。

这种电池利用硅材料制造PN结,将阳光直接转化为电能。

硅太阳能电池具有相对较高的转换效率,并且稳定性较好。

然而,硅太阳能电池制造成本高昂,且能效低下,限制了其大规模应用。

第三阶段:多晶硅太阳能电池为了提高硅太阳能电池的效率和降低成本,科学家们开始研究多晶硅太阳能电池。

多晶硅电池使用多晶硅材料制造PN结,形成大量晶界和缺陷,降低了制造成本。

此外,多晶硅太阳能电池的转换效率也有所提高。

第四阶段:薄膜太阳能电池为了进一步提高太阳能电池的效率和降低成本,科学家开始研究新型材料制造太阳能电池。

薄膜太阳能电池采用了非晶硅、铜铟镓硒等材料,将太阳光转化为电能。

相比于传统硅太阳能电池,薄膜太阳能电池具有更低的制造成本和更高的转换效率。

第五阶段:高效率太阳能电池近年来,科学家们致力于研究高效率的太阳能电池。

通过使用新型材料、改进电池结构和加密电池布局,高效率太阳能电池的效率得到了大幅提升。

这些新技术包括多结太阳能电池、量子点太阳能电池等,能实现更高的光能转化效率。

总结起来,太阳能电池经历了从固态电池到硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池,再到高效率太阳能电池的发展历程。

随着技术的不断进步,太阳能电池的转换效率逐渐提高,制造成本也在逐渐降低,未来太阳能电池有望成为主流能源之一。

光伏电池的技术路线

光伏电池的技术路线

光伏电池的技术路线光伏电池的技术路线是指光伏发电技术的发展路径和演进过程。

光伏电池是一种将太阳能转化为电能的设备,其工作原理是利用光电效应将太阳光中的光子转化为电流。

随着对可再生能源需求的增加和环境保护意识的增强,光伏电池技术得到了快速发展。

下面将按照时间顺序介绍光伏电池技术的主要路线和关键技术。

第一阶段:单晶硅和多晶硅光伏电池技术(1960s-1990s)单晶硅和多晶硅光伏电池是最早商业化应用的光伏电池技术。

单晶硅光伏电池由高纯度的硅棒制成,具有较高的转换效率,但成本较高。

多晶硅光伏电池则由多晶硅片制成,虽然转换效率稍低,但成本较低。

这一阶段的关键技术包括晶体生长技术、硅片制备技术、P-N结制备和背面电极技术等。

第二阶段:薄膜太阳能电池技术(1990s-2000s)薄膜太阳能电池是在单晶硅和多晶硅电池的基础上发展起来的一种新型太阳能电池技术。

与传统硅基电池相比,薄膜太阳能电池采用了较薄的光电活性材料层,如非晶硅、铜铟镓硒等。

这些材料具有较低的成本和较高的制备灵活性,但转换效率相对较低。

关键技术包括薄膜材料的制备技术、透明导电氧化物技术和界面工程等。

第三阶段:新型太阳能电池技术(2000s至今)由于传统光伏电池技术在成本和效率方面的限制,人们不断探索和研发新型的太阳能电池技术。

其中,有机太阳能电池、钙钛矿太阳能电池和多接合太阳能电池等新型技术备受关注。

有机太阳能电池利用有机半导体材料制备的薄膜,具有制备简单、柔性可弯曲等特点,但转换效率较低。

钙钛矿太阳能电池则采用了钙钛矿结构的半导体材料,具有较高的转换效率,但稳定性有待提高。

多接合太阳能电池结合了不同材料的优势,通过在电池中构建多个接触面,提高了光吸收和电荷传输效率。

除了这些主要的技术路线,还有一些其他的光伏电池技术也在不断发展,如量子点敏化太阳能电池、有机无机杂化太阳能电池等。

总结起来,光伏电池技术路线的发展经历了单晶硅和多晶硅、薄膜太阳能电池以及新型太阳能电池等阶段。

太阳能光伏技术的发展历程及未来趋势

太阳能光伏技术的发展历程及未来趋势

太阳能光伏技术的发展历程及未来趋势太阳能光伏技术是指利用太阳能将光能转化为电能的技术。

随着人们对能源安全、环保和可持续发展的关注度提高,太阳能光伏技术逐渐成为世界各地的热门话题。

本文将探讨太阳能光伏技术的发展历程和未来的发展趋势。

一、太阳能光伏技术的起源太阳能光伏技术的起源可以追溯到1839年,法国科学家贝克勒耳发现了光电效应。

之后,19世纪末和20世纪初,英国和美国的科学家陆续发现了硒的光电效应、金属的光电效应和半导体的光电导效应等现象,并开始了关于太阳能光伏技术的实验研究。

20世纪50年代,美国贝尔实验室的三位科学家肯定了硅材料的半导体特性,开创了现代太阳能电池的研制和制备。

20世纪70年代,世界能源危机爆发,调动了各国政府和科学机构的重视和支持,太阳能光伏技术也随之获得了快速发展。

二、太阳能光伏技术的发展历程1. 第一代太阳能电池第一代太阳能电池采用单晶硅材料制成,具有高效稳定、使用寿命长的优点,但成本过高。

2. 第二代太阳能电池第二代太阳能电池使用多晶硅、非晶硅或其他半导体制成,降低了成本,并提高了效率,但使用寿命较短。

3. 第三代太阳能电池第三代太阳能电池采用了新材料和新工艺,如染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池、聚合物太阳能电池等。

这些新型太阳能电池成本低、效率高、透明度好、柔性强、可成像化等具有很大应用前景。

三、太阳能光伏技术的未来趋势太阳能光伏技术的未来发展将主要呈现以下趋势:1. 成本降低随着技术的进步和生产规模的扩大,太阳能电池的制造成本将不断降低,从而更能满足消费者的需求。

2. 效率提高研究人员将致力于寻找新的材料和新的工艺,以提高太阳能电池的能量转换效率,从而更好地满足能源需求。

3. 多元化太阳能电池的应用范围将不断扩大,如屋顶光伏、光伏玻璃、路灯光伏等,将推动太阳能光伏技术在各领域逐步实现覆盖。

4. 储能技术的提高目前太阳能光伏技术在能量存储方面仍有欠缺,未来将研究新型高效储能技术,如电化学储能和电容储能。

晶硅太阳能电池发展历程

晶硅太阳能电池发展历程

晶硅太阳能电池发展历程晶硅太阳能电池是一种利用太阳光直接转换成电能的器件,它是太阳能利用的主要方式之一。

本文将从晶硅太阳能电池的发展历程出发,介绍其演变过程和技术进展。

第一代晶硅太阳能电池诞生于20世纪50年代,由贝尔实验室的研究人员发明。

这种太阳能电池是基于单晶硅材料制成的,光电转换效率较低,仅为6%左右。

虽然效率不高,但这种电池拥有较长的使用寿命和较高的可靠性,因此在一些特定领域得到了应用。

随着科技的不断进步,第二代晶硅太阳能电池于20世纪70年代末期问世。

与第一代电池相比,第二代电池的光电转换效率有了显著提升,达到了10%左右。

这是因为研究人员采用了多晶硅材料制作电池,提高了电池的光吸收能力。

此外,第二代电池的制造成本也有所降低,使其更加实用化。

进入21世纪,第三代晶硅太阳能电池开始崭露头角。

第三代电池采用了新型材料和结构设计,进一步提高了光电转换效率。

比如,研究人员引入了薄膜技术,将晶硅材料制成薄膜状,使得电池更加轻薄灵活,并且显著降低了制造成本。

此外,还有一些新材料如铜铟镓硒(CIGS)、钙钛矿等被应用于第三代电池,进一步提高了光电转换效率。

晶硅太阳能电池的研究重点主要集中在第四代电池上。

第四代电池是指采用新型材料和新工艺制成的太阳能电池,其光电转换效率更高,可达到20%以上。

研究人员通过改善材料的吸收能力、增强载流子的传输效率等手段,不断推动着晶硅太阳能电池技术的发展。

除了提高光电转换效率外,晶硅太阳能电池还在其他方面取得了一些突破。

比如,研究人员不断改进电池的耐热性能,使其能够在高温环境下工作。

此外,还有一些新型结构的晶硅太阳能电池被提出,如多结太阳能电池、透明太阳能电池等,丰富了晶硅太阳能电池的应用领域。

总的来说,晶硅太阳能电池经过多年的发展,从第一代到第四代,光电转换效率逐渐提高,制造成本逐渐降低,应用范围逐渐扩大。

随着技术的进步和创新的推动,相信晶硅太阳能电池在未来会继续取得更大的突破,为可持续能源的发展做出更大的贡献。

中国太阳能电池发展历程

中国太阳能电池发展历程






1958,我国研制出了首块单晶硅 最初,研发出的电池主要用于空间领域。从1958年到1965年间, 半导体所研制出的PN结电池效率突飞猛进,10×20mm电池效率 稳定在15%,同国际水平相差不大。 1968年至1969年底,半导体所承担了为“实践1号卫星”研 制和生产硅太阳能电池板的任务。在研究中,研究人员发现, P+/N硅单片太阳电池在空间中运行时会遭遇电子辐射,造成电 池衰减,使电池无法长时间在空间运行。 1969年,半导体所停止了硅太阳电池研发,随后,天津18所为 东方红二号、三号、四号系列地球同步轨道卫星研制生产太阳 电池阵。 1975年宁波、开封先后成立太阳电池厂,电池制造工艺模仿早 期生产空间电池的工艺,太阳能电池的应用开始从空间降落阳能电池获得了较大的发展。数据显示, 2007年全球薄膜太阳能电池产量由2006年的181MW提升到 了2007年的400MW。在我国,2007年行业增速约120%,预 计未来3年内年均增速高达100%。 国务院参事、中国可再生能源学会理事长石定环在第四届 绿色财富(中国)论坛上表示,尽管我国从2007年开始成为 世界生产太阳能电池最多的国家,但与国外还有不少的差 距。而且,在各种新型太阳能电池的开发上,我们还处在 起步的阶段,而国外已经有了很大的发展,因此,我国太 阳能电池的发展任重而道远。



2001年,无锡尚德建立10MWp(兆瓦)太阳电池生产线获得 成功,2002年9月,尚德第一条10MW太阳电池生产线正式 投产,产能相当于此前四年全国太阳电池产量的总和,一 举将我国与国际光伏产业的差距缩短了15年。 2005年12月14日,无锡尚德太阳能电力公司在纽约证 券交易所上市,尚德的横空出世及超常规发展带来的“首 富效应”启动了中国太阳能产业的加速器,国内太阳能电 池的生产和研发也驶入了快车道。 2003年12月19日,天威英利公司的多晶硅太阳能电 池项目正式通过国家验收,全线投产,填补了我国不能商 业化生产多晶硅太阳能电池的空白。

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史太阳能电池是一种能够将太阳能转化为电能的装置,被广泛应用于各种领域,包括太阳能发电、太阳能热水器等。

下面将详细介绍太阳能电池的发展历史。

1. 19世纪初:光电效应的发现太阳能电池的发展始于19世纪初,当时科学家发现了光电效应,即光照射到某些金属表面时,会产生电流。

这一发现为太阳能电池的原理奠定了基础。

2. 20世纪初:第一代太阳能电池的诞生在20世纪初,美国科学家查尔斯·菲里斯成功创造出第一台太阳能电池。

这种太阳能电池采用了半导体材料硒化铜作为光敏材料,效率较低,并且成本较高,限制了其商业化应用。

3. 20世纪50年代:硅太阳能电池的问世20世纪50年代,贝尔实验室的科学家们发现,硅材料对太阳光有较好的吸收和转化效果,于是研制出了第一代硅太阳能电池。

这种太阳能电池的效率较高,成本较低,开始逐渐应用于航天领域。

4. 20世纪70年代:第一次石油危机的推动20世纪70年代,第一次石油危机爆发,能源危机成为全球关注的焦点。

太阳能电池因其可再生、清洁的特点备受关注,各国政府开始大力投资太阳能电池的研发和应用。

5. 20世纪90年代:多晶硅太阳能电池的突破20世纪90年代,科学家们通过改进硅材料的制备工艺,成功研制出了多晶硅太阳能电池。

与传统的单晶硅太阳能电池相比,多晶硅太阳能电池的创造成本更低,效率也有所提高。

6. 21世纪初:薄膜太阳能电池的崛起21世纪初,薄膜太阳能电池成为太阳能电池领域的新兴技术。

薄膜太阳能电池采用了非晶硅、铜铟镓硒等材料,具有创造成本低、柔性化等优势,被广泛应用于建造一体化、便携式充电器等领域。

7. 当前:高效太阳能电池的研究与应用目前,科学家们正在不断研究和开辟高效太阳能电池技术。

其中,单晶硅太阳能电池、多结太阳能电池、钙钛矿太阳能电池等技术逐渐成熟并应用于实际生产中。

这些高效太阳能电池的问世,进一步推动了太阳能产业的发展。

总结:太阳能电池的发展历史经历了多个阶段,从最初的光电效应的发现到硅太阳能电池的问世,再到薄膜太阳能电池的崛起,每一次技术突破都推动了太阳能电池的应用领域扩大和效率提升。

晶硅电池从多主栅到无主栅的发展历程!

晶硅电池从多主栅到无主栅的发展历程!

近几年来,太阳能电池主栅的数量成为人们口中的热门话题。

电池厂商从提高效率的角度将主栅从2根提高到3跟甚至5跟,而设备制造商从降低成本的角度出发也打起了主栅数量的主意,将原本焊接在银主栅上的焊带替换为铜电极并一口气将数量提升到十几条甚至几十条。

为做区分,本文将这两种提高主栅数量的技术路线分别称为多主栅和无主栅技术,两个技术殊途同归,拥有高性能和低成本两方面优势,本文将向你介绍这一技术发展的前世今生。

1 .电极的设计太阳光从电池正面进入电池,正面的金属电极会遮挡一部分硅片,这部分照在电极上的光能也就无法转变成电能,从这个角度看,我们希望栅线做的越细越好。

而栅线的责任在于传导电流,从电阻率的角度分析,栅线越细则导电横截面积越小,电阻损失越大。

因此主栅和副栅设计的核心是在遮光和导电之间取得平衡。

此外,由于制作栅线的浆料主要成分为价格较高的贵金属银,而将电池串联为组件的过程中需要将一片电池的主栅通过焊带与相邻电池的背面焊接。

因此电池正面电极的设计还牵扯成本和焊接工艺等复杂的方面。

正是在种种妥协下,在5寸硅片占市场主流的岁月中,晶硅电池的电极设计都保持着人们印象中的细栅配合2条主栅的结构。

随着近年来硅片尺寸的变大,细栅长度被迫加长;而随着网印技术的改进,网印栅线越做越细;最后近年来硅片成本大幅下滑后,用于正面电极的银浆材料在电池生产成本中的份额逐渐提升。

这些因素都对电池正面电极的设计提出了新的要求。

2. 电池的“维新”在上述背景下,电池厂商选择了一条“维新”式的技术升级之路解决正面电极设计的新问题。

日本的京瓷成了其中第一个吃螃蟹的制造商。

虽然京瓷2013年在全球组件供应商排行中仅排名第九,太阳能也不是京瓷的目前的主营业务,但其实京瓷早在1975就开始进入太阳能产业,并在1998年成为当时全球产量最多的太阳能制造商。

进入20世纪初,京瓷的研发人员遇到了这样一个问题,为了进一步提高太阳能电池的效率,他们尝试采用更细的主栅和细栅增加电池的有效受光面积,但由于之前介绍过的原理,随着电极变细串联电阻提高,电池的填充因子也因此降低。

全球晶硅光伏发展历史

全球晶硅光伏发展历史

全球晶硅光伏发展历史如今,光伏发电已成为可再生能源领域中最具潜力和影响力的技术之一。

而在众多的光伏材料中,晶硅光伏凭借其高效性和可靠性在全球范围内得以广泛应用。

本文将带您回顾全球晶硅光伏发展的历史。

20世纪50年代初期,当光电效应在实验室中被研究出来后,人们开始对太阳能的利用进行探索。

然而,当时太阳能电池的效率低下,成本高昂。

1954年,贝尔实验室的三位科学家发明了世界上第一块晶体硅太阳能电池,实现了光伏发电技术的突破。

这一发现引起了全球范围内的广泛关注,逐渐推动了晶硅光伏的发展。

随着晶硅光伏的逐渐发展,20世纪60年代至70年代,光伏电池的效率和可靠性得到了显著提高。

然而,由于制造技术的限制,晶硅光伏的成本依然较高,应用范围仍然有限。

到了20世纪80年代末和90年代初,光伏发电开始在实际应用中得到广泛推广。

随着材料制备技术的进步和规模化生产的实现,晶硅光伏的成本逐渐下降。

同时,政府对可再生能源的支持和鼓励,也推动了晶硅光伏在全球范围内的发展。

进入21世纪,全球对可再生能源的需求不断增长,晶硅光伏的发展进入了一个新的阶段。

为了提高光伏电池的效率,科学家们开始研究和使用多晶硅和单晶硅材料,并采用先进的工艺技术。

这些努力让晶硅光伏电池的效率得到了显著提高,使得光伏发电的经济性和可靠性得到了进一步改善。

如今,随着技术的不断创新和发展,晶硅光伏已经成为全球最主要的光伏技术之一。

在一些发达国家,晶硅光伏已经成为主要的能源供应方式,可为家庭和工业更广泛地提供可再生能源。

而在发展中国家,晶硅光伏在解决能源短缺问题和推动经济可持续发展方面起到了重要作用。

总的来说,全球晶硅光伏发展经历了从最初的实验室研究到规模化应用和商业化生产的过程。

晶硅光伏的高效性和可靠性在全球范围内得到广泛认可和应用,成为推动可再生能源领域发展的重要技术之一。

我们对晶硅光伏发展的历史回顾,可以看到人类追求可持续发展的努力和智慧,也使我们对未来光伏发电技术的发展充满期待。

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史

太阳能电池的发展历史太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置,它的发展历史可以追溯到19世纪初。

本文将详细介绍太阳能电池的发展历程,包括关键技术突破、应用领域和未来发展趋势。

1. 太阳能电池的起源太阳能电池最早的概念可以追溯到1839年,法国科学家贝克勒尔(Alexandre Edmond Becquerel)发现了光电效应,即光照射到某些物质上时会产生电流。

这为后来太阳能电池的发展奠定了基础。

2. 第一代太阳能电池第一代太阳能电池是基于单晶硅的,于1954年由美国贝尔实验室的三位科学家发明。

他们通过将硅单晶片暴露在阳光下,利用光电效应产生电流。

这种太阳能电池的转换效率较低,仅为6%左右。

3. 第二代太阳能电池第二代太阳能电池采用了多晶硅材料,于20世纪70年代开始大规模生产。

相比于第一代太阳能电池,第二代电池的转换效率有所提高,达到了10%左右。

此外,这种电池还具有较好的耐久性和稳定性。

4. 第三代太阳能电池第三代太阳能电池是指一系列新型太阳能电池技术,旨在提高转换效率和降低成本。

其中最具代表性的是薄膜太阳能电池,它采用了非晶硅、铜铟镓硒等材料,具有较高的转换效率和灵活性。

此外,有机太阳能电池、钙钛矿太阳能电池等也属于第三代太阳能电池的范畴。

5. 太阳能电池的应用领域太阳能电池的应用领域非常广泛。

在住宅和商业建筑中,太阳能电池可以安装在屋顶上,用于发电和供电。

在农村地区和偏远地区,太阳能电池可以为家庭提供清洁能源。

此外,太阳能电池还广泛应用于航天、通信、交通等领域。

6. 太阳能电池的发展趋势随着科学技术的不断进步,太阳能电池的转换效率不断提高,成本不断降低。

未来,太阳能电池有望成为主流能源之一。

研究人员正在致力于开发更高效、更稳定的太阳能电池材料,并探索新的制造工艺。

此外,太阳能电池与储能技术的结合也是未来的发展方向。

总结:太阳能电池的发展历史经历了从单晶硅到多晶硅,再到第三代太阳能电池的演进。

太阳能电池发展历程

太阳能电池发展历程

太阳能电池发展历程一、太阳能电池的发展历史太阳能电池作为一种将太阳能直接转化为电能的设备,其发展历史可以追溯到19世纪。

1839年,法国物理学家贝克勒尔发现了光电效应,奠定了太阳能电池的理论基础。

20世纪50年代,美国贝尔实验室的科学家们首次研制出了硅基太阳能电池,开启了太阳能电池的实际应用之路。

1960年,太阳能电池首次用于宇航器,为宇航员提供电力。

1970年代,太阳能电池开始在地面上的一些特定应用中使用,如导航灯、信号灯等。

随着技术的不断进步,太阳能电池的效率逐步提高,成本逐渐降低,应用范围也越来越广泛。

二、太阳能电池关键技术突破1. 材料技术突破:太阳能电池的关键材料是光伏材料,目前主要有单晶硅、多晶硅、非晶硅、铜铟镓硒等。

近年来,研究人员通过改良材料结构和制备工艺,提高了光伏材料的光吸收能力和电荷传输效率,以提高太阳能电池的转换效率。

2. 结构技术突破:太阳能电池的结构设计对于提高光电转换效率至关重要。

传统的太阳能电池采用的是平面结构,而随着纳米技术的发展,出现了新型的纳米结构太阳能电池,如纳米线太阳能电池、量子点太阳能电池等。

这些新型结构能够提高光的吸收率和电子的传输效率,有望进一步提高太阳能电池的效率。

3. 制造工艺技术突破:太阳能电池的制造过程中,涉及到光伏材料的制备、电池组件的制造和电池的封装等多个环节。

近年来,研究人员提出了一系列新的制造工艺,如激光蚀刻、纳米印刷、屏幕印刷等,以提高太阳能电池的制造效率和降低成本。

三、太阳能电池的未来发展趋势1. 提高转换效率:目前太阳能电池的转换效率还有较大提升空间,研究人员正在不断寻找新的材料和结构,以提高太阳能电池的光电转换效率。

其中,多晶硅太阳能电池、钙钛矿太阳能电池等被认为是未来的发展方向。

2. 降低制造成本:太阳能电池的制造成本一直是制约其广泛应用的重要因素。

未来,随着制造工艺的进一步改进和规模化生产的推广,太阳能电池的制造成本有望进一步降低,使其更加经济实用。

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太阳能晶硅电池发展历程及其关键材料技术前言部分21世纪以来,全球范围内的传统能源迅速短缺和环境污染日益严重,这两个问题成为了制约经济发展的主要问题。

太阳能作为一种清洁、无污染的新能源,早已走进了人们的视野,太阳能发电及光伏产业近来受到了人们的高度重视。

太阳能电池是利用光生伏特效应直接把太阳能转换成电能的一种器件。

太阳能电池主要有块状太阳能电池和薄膜型太阳能电池两大类,其中硅太阳能电池又可分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池等。

硅太阳能电池由于其转换效率比较高、性能稳定、原材料丰富等优点成为当今光伏产业中的重要支柱。

太阳能电池以硅材料为主的主要原因:对太阳能电池材料一般的要求:1、半导体材料的禁带不能太宽;2、要有较高的光电转换效率:3、材料本身对环境不造成污染;4、材料便于工业化生产且材料性能稳定。

基于以上几个方面考虑,硅是最理想的太阳能电池材料,这也是太阳能电池以硅材料为主的主要原因。

但随着新材料的不断开发和相关技术的发展,以其它材料为基础的太阳能电池也愈来愈显示出诱人的前景。

本文简要地综述了太阳能电池的种类及其研究现状,并讨论了太阳能电池的发展及趋势。

本文就晶硅太阳能电池的发展历程及其关键材料技术展开介绍。

主题部分太阳能电池发展历程从发现光伏现象,太阳能电池已经有近170多年的发展历史。

1839年法国人发现了光伏现象,38年后才研制出第一片硒太阳电池,仅有1%的转换效率,作为发电没能推广。

1954年美国贝尔实验室的3位科学家才做出具有实用价值的单晶硅电池(%),几年后迅速提升到10%,这时主要用于卫星、航天器(价格太高,每瓦要近2000美圆)。

上世纪70年代后,由于化石能源危机(石油、煤炭),再生能源被各国重视,尤其是太阳能电池,此时的工艺、材料研究得到迅速发展,从1995年以后,太阳能电池以每年35%的年增长幅度高速发展。

价格也大幅度降低(2—4美圆每瓦)最近5年是世界光伏电池快速增长几年,平均年增长速度超过40%。

2004年全球太阳能电池产量1200MW,2005年产量达到1650MW,比2004年增加38%。

转换效率常规生产单晶%、多晶%,实验室达%。

由于世界各国加大了对硅和生产工艺的研究,加上地球硅材料及其丰富,有人预计,太阳能发电21世纪中叶将占整个能源市场的20%-50%。

太阳能晶硅电池关键材料技术·晶体硅太阳能电池的基本原理晶体硅的发电过程:P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P-N结,当光线照射到硅晶体的表面时,一部分光子被硅材料吸收,光子的能量传递给硅原子,使电子发生跃迁,成为自由电子,在P-N 结两侧聚集,产生电位差。

当外部接通电路时,在该电压的作用下,将有电流流过外部电路产生一定的输出功率。

·硅材料简介硅材料是一种半导体材料,太阳能电池发电的原理主要就是利用这种半导体的光电效应。

当硅晶体中掺入其他的杂质,如硼(黑色或银灰色固体,熔点2300℃,沸点3658℃,密度克/厘米,硬度仅次于金刚石,在室温下较稳定,可与氮、碳、硅作用,高温下硼还与许多金属和金属氧化物反应,形成金属硼化物。

这些化合物通常是高硬度、耐熔、高导电率和化学惰性的物质。

)、磷等,当掺入硼时,硅晶体中就会存在一个空穴。

P型半导体中含有较多的空穴,而N型半导体中含有较多的电子,这样,当P型和N型半导体结合在一起时,就会在接触面形成电势差,这就是PN结。

当P型和N型半导体结合在一起时,在两种半导体的交界面区域里会形成一个特殊的薄层,界面的P型一侧带负电,N型一侧带正电。

这是由于P型半导体多空穴,N型半导体多自由电子,出现了浓度差。

N 区的电子汇扩散到P区,P区的空穴会扩散到N区,一旦扩散就形成了一个有N指向P的“内电场”,从而阻止扩散进行。

达到平衡后,就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差,从而形成PN结。

当晶片受光后,PN结中,N型半导体的空穴往P型区移动,而P型区中的电子往N型区移动,从而形成从N型区到P型区的电流。

然后在PN结中形成电势差,这就形成了电源。

·晶体硅太阳能电池的技术解析表面织构减少入射光学损失是提高电池效率最直接方法。

化学腐蚀工艺是最成熟的产业化生产技术,也是行业内最广泛使用的技术,工艺门槛低、产量大;但绒面质量不易控制、不良率高,且减反射效果有限(腐蚀后的反射率一般仍在11%以上),并产生大量的化学废液和酸碱气体,非环境友好型生产方式。

反应离子刻蚀技术(RIE)是最有发展前景的技术。

发射区扩散PN结特性决定了太阳能电池的性能!传统工艺对太阳能电池表面均匀掺杂,且为了减少接触电阻、提高电池带负载能力表面掺杂浓度较高。

但研究发现表面杂质浓度过高导致扩散区能带收缩、晶格畸变、缺陷增加、“死层”明显、电池短波响应差。

PN结技术是国际一流电池制造企业与国内电池企业的主要技术差距。

去边技术产业化的周边PN结去除方式是等离子体干法刻蚀,该方法技术成熟、产量大,但存在过刻、钻刻及不均匀的现象,不仅影响电池的转换效率,而且导致电池片蹦边、色差与缺角等不良率上升。

激光开槽隔离技术根据PN结深度而在硅片边缘开一物理隔离槽,但与国外情况相反,据国内使用情况来看电池效率反而不及等离子体刻蚀技术,因此该方法有待进一步研究。

表面减反射膜生长技术早期采用TiO2膜或MgF2/ZnS混合膜以增加对入射光的吸收,但该方法均需先单独采用热氧化方法生长一层10~20umSiO2使硅片表面非晶化、且对多晶效果不理想。

丝网印刷与金属浆料技术丝网印刷技术是低成本太阳能电池产业化生产的关键技术,其主要技术进步与电极浆料及网版制版技术紧密相联。

电极浆料技术进步是提升电池效率的捷径,也是一些实验室技术向产业化转换的关键。

根据电池表面扩散薄层方块电阻、扩散结深以及表面减反射膜厚度与密度等开发相对应的浆料已经成为国际一流光伏企业领先同行的一个有力武器。

·晶体硅太阳能电池的分类介绍单晶硅材料:单晶硅材料制造要经过如下过程:石英砂—冶金级硅—提纯和精炼—沉积多晶硅锭—单晶硅—硅片切割。

硅主要以SiO2形式存在于石英和沙子中。

它的制备主要是在电弧炉中用碳还原石英砂而成。

该过程能量消耗很高,所以硅的生产通常在水电过剩的地方进行。

典型的半导体级硅的制备过程:粉碎的冶金级硅在硫化床反应器中与HCI 气体,混合并反应生成生成三氯氢硅和氢气,Si+3HCI→SiHC13+H2。

接着,通过精馏使SiHC13与其它氯化物分离,经过精馏的SiHCl3,其杂质水平可低于10-10%的电子级硅要求。

提纯后的SiHC13通过CVD原理制备出多晶硅锭。

基于同样原理可开发出另一种提纯方法,即在硫化床反应器中,用Si烷在很小的Si球表面上原位沉积出Si。

此法沉积出的Si粉未颗粒只有十分之几毫米,可用作CZ直拉单晶的投炉料或直接制造Si带。

拉制单晶有CZ法(柑祸拉制)和区熔法两种。

多晶硅材料:由于硅材料占太阳电池成本中的绝大部分,降低硅材料的成本是光伏应用的关键。

浇铸多晶硅技术是降低成本的重要途径之一,该技术省去了昂贵的单晶拉制过程,也能用较低纯度的硅作投炉料,材料及电能消耗方面都较省。

1)铸锭工艺:铸锭工艺主要有定向凝固法和浇铸法两种。

定向凝固法是将硅料放在柑塌中加以熔融,然后将柑塌从热场中逐渐下降或从增蜗底部通上冷源以造成一定的温度梯度,使固液界面从柑蜗底部向上移动而形成晶锭。

定向凝固法中有一种称为热交换法(HEM),在柑祸底部通入气体冷源来形成温度梯度。

浇铸法是将熔化后的硅液从增祸中倒入另一模具中凝固以形成晶锭,铸出硅锭呈方形,切成的硅片一般尺寸为10cmXl0cm,平均晶粒尺寸从毫米到厘米。

2)多晶硅结构及材料性能:采用计算机图象仪可对硅片缺陷及少子寿命等参数进行面扫描,这对观察多晶硅材料性能、结构及进行系统分析具有很大帮助。

针对特有的铸锭工艺来分析氧、碳含量及其对电性能的影响是提高硅片质量的重要手段。

在扫描电镜上加EB1C(电子束感应电流法)功能部件对样品进行扫描对了解晶体硅电池因缺陷、晶界、杂质的局部影响十分有效。

3)硅片加工技术:常规的硅片切割采用内圆切片机,其刀损为0.3一0.35mm,使晶体硅切割损失较大,且大硅片不易切得很薄。

近几年,多线切割机的使用对晶体硅片的成本下降具有明显作用。

多线切割机采用钢丝带动碳化硅磨料来进行切割硅片,切损只有0.22mm,硅片可切薄到0.2mm,且切割的损伤小,可减少腐蚀的深度。

一般可减少V4硅材料的损失。

目前先进的大公司基本上都采用该设备。

一台设备可切割2一4MW/年的硅片。

近期研究出可将85%的碳化硅磨料及油液经过离心机分离后重复使用工艺,可进一步降低材料消耗。

总结部分在能源危机、环境问题日益严重的今天, 对太阳能的利用、对太阳能电池的研究和开发必将成为世界的潮流。

硅作为光伏市场最主要的光电转换材料, 其主导地位不容撼动。

随着市场的发展, 高转换效率、低成本化将是今后硅太阳能电池发展的主要方向。

在这方面,随着各生长加工处理技术的进步与改善, 多晶硅、硅带、晶态薄膜硅以其高性价比的优势必将得到长足发展, 成为今后通用光伏市场的主打材料。

晶体硅太阳能电池的发展趋势:以硅片为载体的光伏电池制造技术,其理论极限效率为29%。

近年来由于一系列新技术的突破,硅太阳能电池转换效率产业化水平单晶16%~18%、多晶15%~17%,按目前的晶体硅电池效率路线图与电池技术,提升效率的难度已经非常大。

因此有人预言硅电池的市场生命周期,但产品市场生命力的决定因素是其性价比,就如半导体集成电路一样近一个世纪了仍然离不开硅基,晶体硅太阳能电池作为光伏发电主要材料的现状不会改变,市场主导地位将继续延续!其特征将会是向着高效率、大尺寸、超薄化、长寿命方向发展。

随着我们对半导体材料与光伏技术研究的不断深入,必将会不断诞生一些突破性的技术来巅覆传统、提升太阳能电池的效率、降低系统发电成本,实现光伏发电从补充能源向主流能源的跃进!只是以前这些技术都由国外企业与机构产生。

可以预见通过中国广大“光伏人”的努力,今后这些革命性的技术突破将会在我们中国本土企业与科研机构中产生!参考文献1.黄锋,陈瑞润,郭景杰,丁宏升,毕维生《傅恒志太阳能电池用硅材料的研究现状与发展趋势》哈尔滨工业大学材料科学与工程学院专题论述特种铸造及有色合金2008年第28卷第12期2维库电子通,晶体硅太阳能电池3.百度百科,晶体硅太阳能电池4.道客巴巴,晶体硅太阳能电池简介。

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