新能源材料第9讲
新能源材料简介PPT课件
人造卫星上的太阳能电池
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• 西班牙塞维利亚太阳能发 电站—欧洲最大的太阳能 电站，可供18万户使用， 每年减排60万吨CO2
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•槽式太阳能
•蝶式太阳能
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• 通过光电转化将太阳辐射能转化为电能加以利用是 太阳能利用中最活跃的研究领域。
• 目前，世界能源消耗还是以煤、石油、天然气之类 的矿物能源为主，不但严重破坏生态环境，而且矿 物能源不可再生，能源枯竭已成为共识。
煤炭开采
海上石油开采平台
严重的生态破坏
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• 生态环境严重破坏：
➢ 1952年12月，伦敦烟雾； ➢ 酸雨； ➢ 河流干涸；
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• 巨大的能源危机：
➢ 已开采800亿吨石油，按现在的开采速度， 地球上已探明 的1770亿吨石油储量仅够开采50年;
• 我国作为发展中大国，能源消耗巨大，能源利用率 不高，能源结构也不合理。
➢ 2009年，中国风力发电量达到了25.8亿瓦，超过了德国 的25.77亿瓦，仅次于美国35亿瓦；
➢ 2020年，中国将投入足以实现年发电量150亿瓦的风力 涡轮机，成为世界最大的风能生产国。
➢ 尽管在新能源领域有了大规模的增长，但风力发电量只 占据中国电力消耗总量的1% 。
• 主题馆屋面太阳能板面积达3万多平方米，是目前世 界最大的单体面积太阳能屋面，年发电量280万度， 每年减排二氧化碳2800吨，节约标准煤1000多吨。
世博中国馆
世博主题馆
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• 2011年5月，世界首架无污染太阳能飞机进行跨国 飞行(从瑞士飞抵布鲁塞尔需13小时)，飞行高度可 达8700米，平均飞行速度为70-120公里/小时。
新能源材料技术教学大纲.doc
新能源材料技术教学大纲学时：32 学分：2教学大纲说明一课程的目的和任务《新能源材料技术》是材料物理与化学和材料工程硕士专业的一门专业选修课程，课程教学的任务与目的是使学生掌握锂离子电池关键正负极材料、以质子交换膜型和中温固体氧化物为代表的燃料电池材料、硅半导体材料为代表的太阳能电池材料以及铀、氧、氤为代表的反应堆核能材料的相关知识及应用。
扩大专业知识面，为将来从事相关技术工作打下初步基础。
二、课程的基本要求通过本课程的教学，力图使学生达到：1、能体现学科专业发展的前沿。
本课程力图在《材料科学基础》和《材料化学》等学科的基础上，探索新能源领域中相关无机材料的制备和应用，课程的深度和广度能体现学科专业发展的前沿。
2、掌握电动汽车用动力电池材料的关键技术，采用新技术和工艺方法，合成新物质和新材料。
3、掌握锂离子电池材料、燃料电池材料、薄膜太阳能电池材料和核能材料的相关知识及应用。
三、与其它课程的联系与分工新能源材料是一类非常重要的新型无机材料，学生学习本门课程之前应学习《材料化学》、《材料科学基础》、《材料热力学》等专业课程。
而通过本门课程的学习，学生可以深化对其他课程所学知识的理解。
四、课程的内容与学时分配章次内容总学时数课堂讲授时数实验时数绪论22一锂离子电池材料1010二燃料电池材料88三太阳能电池材料88四核能材料44总学时数3232五本课程的性质及适应对象材料类硕士研究生各专业选修教学大纲内容绪论（2学时）教学内容：人类社会对能源的需求与面临的挑战，新能源与新能源材料，新能源材料的主要进展教学提示：本章重点在于让学生了解和掌握新能源与新能源材料的概念，新能源材料的主要进展。
第一章锂离子电池材料（10学时）教学内容：锂离子电池概述，负极材料，正极材料，电解质材料，锂离子电池的应用教学提示：本章重点在于让学生了解和掌握锂离子电池的概念，掌握锂离子电池负极材料，正极材料，电解质材料，隔膜材料的各自特点及其在锂离子电池中的应用。
《新能源材料》新型二次电池材料(课堂PPT)
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3种工作状态：正常工作状态、过充电状态和过放电状态。
表：镍氢电池的电极反应及对应的标准电位
工作状态
电极反应
镍 电 极 N iO O H + H 2O + e - N i(O H )2+ O H -
正常
氢 电 极 1 /2 H 2 + O H - H 2O + e-
总 反 应 1 /2 H 2 + N iO O H N i(O H )2
过充电
过放电 (反 极 )
镍 电 极 2 O H - 2 e- + 1 /2 O 2 + H 2O
第1篇 新型二次电池材料
第1章 新型二次电池概述 第2章 金属氢化物镍电池材料 第3章 锂离子电池材料
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第1章 新型二次电池概述
电池是一种利用电化学的氧化-还原反应，进行化学能-----电能之间转换的储能装置。
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电池的应用
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一次电池只能放电一次。 二次电池可反复充放电循环使用，可充电电池。
一次电池
锌锰干电池 银锌纽扣电池
电池
锂原电池 铅酸电池
二次电池镍氢电池来自锂离子电池41800年伏打首先制成了伏打电池。 1836年英国化学家发明了古典原电池。 1865年法国化学家发明了第—个干电池。 现代的干电池不过是其改进。
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1.1 锌锰干电池 锌锰干电池结构图
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1.2 铅蓄电池
电池组成： 由金属铅板(负极)和紧附着二氧化铅的铅板(正 极)浸入30％（密度为1.2—1.3 g/cm3）的硫酸水溶液所组成。 铅蓄电池充电后电压可达2.2伏；放电后电压下降，当电压 降至l.25伏时(这时溶液密度为1.05 g/cm3 ) 不能再使用，必须 充电。铅蓄电池用于汽车、小型电动机车作为启动电源， 用于实验室作为常用电源，还广泛用于飞机、拖拉机、坦 克的照明光源。
新能源材料优秀课件
电池反应 Ni(OH） 2+M充 放 电 电 NiOOH+M H
正极
N i(O H ） 2+O H -充 放 电 电 N iO O H +H 2O +e
负极
M+H2O+e充 放电 电MH+OH-
商品Ni/MH电池的形状有圆柱形、方形和扣式等多种类型； 按电池的正极制造工艺分类，则有烧结式和泡沫镍式（含 纤维镍式）两大类型。
Li++e+C6
充电 放电LiC6
电池反应Biblioteka 充 电 LiCO2+C6放 电CoO2+LiC6
商用锂离子电池按形状分类有圆柱形、方形和 扣式。按正极材料分类，有氧化钴锂型、氧化 镍锂型和氧化锰锂型。
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❖ 锂离子电池的前景展望
（1）发展电动汽车用大容量锂离子电池； （2）开发及使用新的高性能电极材料； （3）加速聚合物锂离子电池的实用化进展。
❖ 金属氢化物镍电池材料
（1）正极材料的改善，如改进球形Ni/(OH)2 （2）AB5型储氢合金的改进 （3）新型高容量储氢电极合金的研究与开发，如Ni/MH合
金、Mg-Ni系合金
❖ 锂离子二次电池材料
（1）碳负极材料 （2）纳米合金材料，如纳米Sn、SnSb、SnAg等 （3）正极材料，如LiCoO2 （4）电解质材料
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第2章 金属氢化物镍电池材料
❖ 高密度球形Ni(OH)2正极材料 ❖ 储氢合金材料 ❖ AB2型Laves相储氢电极合金 ❖ 其他新型高容量储氢电极合金、 ❖ Ni/MH电池材料的再生利用
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2.1高密度球形Ni(OH)2正极材料 2.1.1 球形Ni(OH)2的基本性质与制备方法
《新型能源材料》PPT课件
新能源材料
New Energy Materials
熊小庆 纺织与材料工程学院
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主要分类
➢ 太阳能电池材料 ➢ 锂离子电池材料 ➢ 裂变反应堆材料
• 太阳电池的工作原理是光伏效应：太阳光照在半导体 p-n结上，形成空穴-电子对，在p-n结内建电场的作 用下，光生空穴流向p区，光生电子流向n区，接通电 路后就产生电流。这就是光电效应太阳能电池的工作 原理。
太阳能电池
光伏效应示意图
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• 全球最大规模的光伏太阳能发电 项目—鄂尔多斯市政府与美国 first solar公司共建2000兆瓦 太阳能光伏发电厂。
U
＋
01n
235 92
U＋
01n
发生链反应 爆炸
13572T＋e
97 40
Z＋r
2
01n
142 56
B＋a
3961＋Kr 3
1 0
n
足以维持链反应正常进行的裂变材料质量叫临
界质量(critical mass)。 铀-235 的临界质量约为 1
kg，质量超过1 kg 则发生爆炸。
任何有核反应 堆的国家都不难得 到爆炸级的裂变材 料，原子弹的基本 设计又如此简单， 从而为防止核武器 扩散带来了困难。
➢ 进一步使用有核的或表面凹凸不平的纳米粒子，大幅提高 薄膜的比表面积。
Chen X, Jia B, Saha J K, et al. Broadband enhancement in thin-film
新能源材料
（l）所有元素中，氢重量最轻。在标准状态
下，它的密度为0.0899g/l；在-252.7°C时， 可成为液体，若将压力增大到数百个大气压， 液氢就可变为固体氢。 （2）所有气体中，氢气的导热性最好，比大 多数气体的导热系数高出10倍，因此在能源工 业中氢是极好的传热载体。 （3）氢是自然界存在最普遍的元素，据估计 它构成了宇宙质量的75%。 （4）除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、 化工燃料和生物燃料中最高的，为 142,351kJ/kg，是汽油发热值的3倍。
Thank you for your attention!
主讲人：杜发洪、邹静
材料是人类用于制造物品、器件、构 件、机器或其他产品的那些物质。材料是 物质，但不是所有物质都可以称为材料。 如燃料和化学原料、工业化学品、食物和 药物，一般都不算是材料。
能源是指一切能量比较集中的含能体 和提供能量的物质运动形式。能源是人类 生存和发展的重要物质基础，是人类从事 各种经济活动的原动力，也是人类经济发 展水平的重要标志。
核裂能的利用
热中子反应堆
快中子反应堆
风能(wind
energy)是地球表面大量空气流 动所产生的动能。由于地面各处受太阳辐 照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量 不同，因而引起各地气压的差异，在水平 方向高压空气向低压地区流动，即形成风。
优点： 风能为洁净的能量来源。风能设施日趋进 步，大量生产降低成本，在适当地点，风 力发电成本已低于发电机。 风能设施多为不立体化设施，可保护陆地 和生态。 风力发电是可再生能源，很环保。
（5）氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合
时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧 速度快。 （6）氢燃烧后的产物是水，无环境污染问 题，而且水还可以继续制氢，可反复循环 使用。 （7）氢能的利用形式很多，氢能利用即可 包括氢与氧燃烧所放出的热能，又可包括 氢与氧气发生电化学反应直接获得的电能。 （8）氢可以以气态、液态或固态的氢化物 出现，能适应贮运及各种应用环境的不同 要求。继续制氢，反复循环使用。
新能源材料
《新能源材料》课程教学大纲一、课程基本情况二、课程性质与作用《新能源材料》是光电技术学院材料物理专业的一门专业方向选修课程。
本课程介绍新能源材料的基础与应用方面的基础知识，涉及锂离子电池材料、燃料电池材料、太阳能电池材料等领域。
通过本课程的学习，使学生了解新能源材料领域的基础知识和前沿动态，为以后从事新能源领域的相关研究及进行新能源技术与工程方面的工作提供理论指导。
同时，也为学生进行后续课程《硅材料与晶圆技术》的学习打下理论基础。
本课程与《信息功能材料》、《电子陶瓷材料》、《磁性功能材料》及相关后续课程一起培养了学生在功能材料的设计、制备与性能方面的核心基础知识及工程能力，为本专业工程实践一级和二级项目顺利开展提供理论与研究方法的指导。
三、培养目标与标准通过本课程的学习，使学生了解新能源材料的基本类型和特点，初步掌握新能源材料工程基础知识、原理和技术，具有初步的功能材料研究和设计能力，为将来学生进行新材料的利用与开发奠定理论基础，同时也为学生以后从事新能源领域的相关工作提供必备的工程基础知识。
本课程具体完成培养方案中以下指标，重点完成指标1.3、2.1、4.4。
注：该表所列指标可对照培养方案中所列指标来解释。
I：介绍，指从教、学活动中、从生活经验和社会经验等多种信息渠道获得知识，侧重知识的获取，没有实训要求。
T：讲授，指教、学活动中由教师引导开展的基础测试或练习，匹配有课程讨论、课后研讨等环节。
U：运用，指以学生为主导，通过实践而形成的对完成某种任务所必须的活动方式，匹配有课程的三级项目或其它实践环节。
四、理论教学内容与学时分配五、实践教学内容与学时分配本课程开出的实践项目详见下表：六、学业考核七、其他说明建议后续课程选修《硅材料与晶圆技术》。
撰写人：院（部、中心）教学主管签字（盖章）：年月。
新能源材料
新能源材料一、概述1、新能源是相对于常规能源而言，以采用新技术和新材料而获得的，在新技术基础上系统地开发利用的能源。
2、新能源：除常规的化石能源和核能之外，其他的能源都可称为新能源或可再生能源。
3、包括：氢能、风能、水能、核能、太阳能、地热能、海洋能、可燃冰、生物质能。
4、新能源材料是指实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术中所要用到的关键材料，它是发展新能源技术的核心和其应用的基础。
从材料学的本质和能源发展的观点看，能储存和有效利用现有传统能源的新型材料也可以归属为新能源材料。
新能源材料是指支撑新能源发展，具有能量储存盒转换功能的功能材料或结构功能一体化材料。
二、金属氢化物镍电池材料5、金属氢化物镍电池工作原理：金属氢化物镍电池的正极活性物质采用氢氧化镍，负极活性物质为储氢合金，电解液为碱性水溶液（如氢氧化钾溶液），其基本电极反应为：正极：Ni （OH ）2 + OH - ⇌ NiOOH + H 2O + e -负极：M + H 2O + e -⇌ MH + OH -电池总反应： Ni （OH ）2 + M ⇌ NiOOH + MH电池的充放电过程可以看作是氢原子或质子从一个电极移到另一个电极的往复过程。
在充电过程中，通过水在电极表面上生成的氢不是以气态分子氢形式逸出，而是电解水生成的原子氢直接被储氢合金吸收，并向储氢合金内部扩散，进入并占据合金的晶格间隙，形成金属氢化物。
6、MH-Ni 电池的核心技术是负极材料—储氢合金。
7、目前研究的储氢合金负极材料主要有AB 5型稀土镍系储氢合金、AB 2型Laves 相合金、A 2B 型镁基储氢合金以及V 基固溶体型合金等类型。
放电充电放电充电充电放电8、负极材料：（1）AB 5型混合稀土系统储氢电极合金（LaNi 5H 6） （2）AB 2型Laves 相储氢电极合金（TiMn 2H 3、ZrMn 2H 3）（3）其他新型高容量储氢合金电极材料：Mg-Ni 系非晶合金电极材料（Mg 2NiH 4）、V 基固溶体型合金电极材料（V 0.8Ti 0.2H 0.8）、Ti 系AB 型储氢合金电极材料（TiFeH 2、TiCoH 2）、V 基BCC 固溶体储氢合金电极材料、AB 3型储氢合金电极材料。
新能源材料基础
新能源材料基础随着全球能源危机的日益突出，新能源的开发和利用成为了各国政府和学术界的重要议题。
新能源材料是新能源技术的基础和关键，对于新能源产业的发展起着至关重要的作用。
新能源材料是指具有储能、传能、转能等特性的材料，它们能够转化能源形式或储存能量。
目前，新能源材料主要包括太阳能材料、燃料电池材料、锂离子电池材料等。
太阳能材料是新能源材料中应用最为广泛的一类材料。
太阳能电池是利用太阳能将光能转化为电能的装置，其核心是太阳能电池芯片。
太阳能电池芯片中通常采用硅材料，其具有光电转换效率高、稳定性好等特点。
近年来，随着纳米技术的发展，太阳能材料的研究也取得了突破性进展，如柔性太阳能电池材料、钙钛矿太阳能电池材料等，使得太阳能电池的成本逐渐降低，效率逐渐提高，为太阳能发电的商业化应用提供了可能。
燃料电池材料是另一类重要的新能源材料。
燃料电池是一种将氢气和氧气反应产生电能的装置，其关键是燃料电池膜。
燃料电池膜要求具有良好的质子传导性能和化学稳定性。
目前，常用的燃料电池膜材料包括聚四氟乙烯（PTFE）、聚苯乙烯磺酸（PSSA）等。
此外，随着新能源汽车的快速发展，燃料电池材料的研究也日益受到关注，如催化剂材料、电极材料等，这些材料的性能直接影响燃料电池的效率和寿命。
锂离子电池是目前电动汽车、手机等便携式电子设备中主要的能源存储装置，其关键是正负极材料。
锂离子电池的正极材料通常采用锂钴酸锂、锂铁磷酸盐等，而负极材料则采用石墨、硅等。
为了提高锂离子电池的能量密度和循环寿命，科研人员不断在正负极材料方面进行研究和改进，如采用复合材料、纳米材料等，以提高电池的性能。
除了上述几类新能源材料外，还有许多其他的新能源材料也值得关注。
例如，氢能材料是氢能技术的关键，其主要包括氢气储存材料、氢气传输材料等。
光催化材料是利用光能进行催化反应的材料，其应用领域涉及水分解、二氧化碳还原等。
超级电容器材料是一种能够实现高能量密度和高功率密度的储能装置，其关键是电极材料和电解质材料。
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2）太阳级硅 对太阳级硅应达到的纯度并没有严格规 定，但要求用此材料制作的太阳电池的效 率应达到10％以上。当光伏工业的用量达 到一定水平而半导体工业提供不了低价次 品硅料时，太阳级硅就可能进行正式生产。
9.3.5 空间用硅太阳电池 目前空间用的太阳电池中单晶硅电池占 重要的地位。从成本及成熟性方面考虑， 要求电池在空间有耐辐射的性能，电池片 要薄，电池的面积朝大面积化的方向发展。
9.3.1.3 常规太阳电池工艺
目前工业界大部分晶体硅太阳电池的制作工艺 如下：清洗腐蚀及绒面处理→用输送带炉或扩散 炉进行pn结制作→等离子法刻蚀硅片周边→丝网 印刷铝浆（或铝银汞） →（输送带烧结） →丝网 印刷银浆→输送带烧结→（喷涂二氧化钛减反射 膜） →电池片测试分档→电池片焊结串联→太阳 电池层压封装→太阳电池组装→太阳电池组件测 试。
铸锭法中需要解决以下主要问题： 1）对盛硅容器的材质要求。 2）用调整热场等方法控制晶体结构，以生长出 大小合适的具有单向性的晶粒，并尽量减少晶体 中的缺陷，这样才有可能制成效率较高的电池。
9.3.3 其他多晶硅类太阳电池及材料
9.3.3.1 硅带 另一种用于制作太阳电池的多晶硅材料是硅 带（片装硅）。目前比较成熟的制晶带方法有： 枝蔓蹼状晶（WEB）法和限边喂膜（EFG）法 9.3.3.2 小硅球太阳电池 此类太阳电池是将平均直径1.2mm的约2万 个小硅球镶在100cm2的铝箔上形成的。每个小球 具有PN结，小球在铝箔上形成并联结构，100cm2 的面积电池效率可达10％。
9.2 晶体硅太阳电池结构
晶体硅太阳电池按材料形态主要分为单晶硅、多晶硅、带状硅、多晶硅薄 膜等，其结构示意见图9－1
能显著影响太阳电池效率的杂质有Ta，Mo，Nb，W，Zr，
Ti，V，Cr，Co，Mn，Fe等。它们对材料性能参数的主要 影响是能降低少数载流子的寿命。要提高硅太阳电池的转 化效率，首先必需考虑硅基片的质量，主要在晶体硅材料 成本允许下使少子寿命或少子扩散长度越长越好。为此， 要求在晶体生长时使晶体的缺陷密度及杂质含量尽可能的 少。此外，在电池器件工艺中采用吸杂工艺，以提高基片 特别是pn结附近的质量，也能提高电池的性能。 选择硅基体掺杂最佳的浓度要考虑如下因数：对ISC和VOC 的影响。而且可知ISC和VOC对于掺杂浓度有相反的依赖关 系。为了得到最大的转换效率，应该选择一个最佳的基体 掺杂浓度。
9.4 晶体硅太阳电池的发展 晶体硅太阳电池在今后几十年内仍具有重要地位。 晶体硅太阳电池研究的主要目标： ① 对现有的商用晶体硅电池及组件技术进行改进， 以提高性能及降低成本； ② 不断对晶体材料进行深入的基础性了解，重点 在控制杂质与缺陷的有害影响； ③ 发展包括带硅及多晶硅膜在内的第二代晶体硅 光伏技术，使其能有效增加产率，降低能耗， 进一步降低成本。
在电池上制作背电场也是提高电池效率的有效途径。 减反射膜对太阳电池的电性能有明显的增益作用，要使太
阳电池光对光反射引起的损失减至最少必须使反射系数ρ 最小。为实现减反射的功能，单层减反射膜必须满足如下 关系：n1t＝λ/4 n1＝（n0n2）1/2 式中 n1为单层反射膜的折射率； n0为进入减反射膜前的介质的折射率； n2为硅的折射率； t为减反射膜的厚度。
9.3.3.3 多晶硅膜太阳电池 近年来，多晶硅膜太阳电池研究受到较 多重视。膜生长的主要方法及特点对比于 下表。
9.3.4 晶体硅太阳电池用硅材料 1）现用太阳电池硅材料 目前世界上光伏工业晶体硅太阳电池所 用的晶锭投炉料都是半导体工业的次品硅 及其单晶硅的头尾料，约占半导体工业生 产硅料的1/10，其量约1000t/a～1200t/a。 目前半导体工业用的多晶硅料大部分采用 三氯氢硅精镏法制成。
如前所述，晶体硅太阳电池总的发展方 向是薄片化及大面积化，晶锭越来越大， 各种工艺设备朝自动化方向发展，以利于 大批量生产。
本章完！
双层减反射膜必须满足如下关系： n1t1＝n2t2＝λ/4，n22/n12＝n2/n1 （n3>n2>n1>n0） 式中：n1和n2为双层减反射膜的折射率；n3为硅折射率；n0 为光进入减反射膜前的介质的折射率。 另一种减反射的方法是在硅表面制作绒面。如图所示
9.3 晶体硅太阳电池材料与技术
9.3.1 单晶硅太阳电池及材料
9.3.1.1 单晶硅生技术
生长单晶硅的两种最常用方法为丘克拉斯基法及区熔法。 1）丘克拉斯基法 这是制备单晶的一种方法，又称直拉法。是将硅料在石英坩 埚中加热融化，用籽晶与硅液面进行接触，然后开始向上提升以长出 柱状的晶棒。 2） 区熔法生长硅单晶 区熔法主要用于材料的提纯，也可用于生长单晶。
9.3.1.2 单晶硅材料性能的改进 近年来太阳电池效率明显提高，一部分 原因是硅片材质的提高。高质量的太阳电 池用单晶硅片是无错位单晶，少子寿命在 2μs以上，一般6μs左右。
9.3.2.2 多晶硅结构及材料性能 与少子寿命有关的参数测试的计算机图像仪能 对硅片的缺陷及少子寿命或相近的参数进行面的 扫描，以观察其性能。这对多晶硅的结构及材料 的性能的系统分析有很大帮助，能较系统的地研 究晶体生长条件及热场变化等对局部硅材料质量 的影响。而测试缺陷、晶界、杂质对晶体硅电池 产生局部影响的仪器，是在扫描电镜上加上EBIC （电子束感应电流法）功能部件，对样品进行扫 描。
9.3.2.1 铸锭工艺 铸锭工艺主要包括定向凝固化法及浇铸法。 定向凝固：将硅料放到坩埚中熔融，然后将坩埚从 热场逐 渐下降或从热场逐渐下降或从坩埚底部通 冷源，以造成温度梯度，固液界面则从坩埚底部 向上移动而形成晶锭。 浇铸法：将熔化后的硅液从坩埚中倒入另一模具中 形成晶锭，铸出的方形硅锭被切成方形硅片做成 太阳电池。
9.3.1.4 高效太阳电池工艺
主要的高效化电池工艺如下： 1）发射极钝化及背面局部扩散太阳能电池 （PERL）
电池正反面及背面局部扩散太阳能电池，并采用光刻 技术将电池表面的氧化硅层制成倒金字塔。如下图
2） 埋栅太阳电池（BCSC） 如图，采用激光刻槽或机械刻槽
3）用双层减反射膜工艺进一步提高高效能太阳能 电池的效率 TiO2＋MgF2膜为常用的一种。主要在多晶硅 太阳能电池上采用电池工艺来提高硅片材质，例 如吸杂、钝化等。这些工艺对单晶电池也有效果， 高效电池也可使用。 9.3.2 多晶硅太阳电池及材料 多晶硅太阳电池的出现主要为了降低晶体硅太 阳电池的成本。其优点是能直接制出方形硅锭， 设备简单；材质及电能消耗少；缺点效率比单晶 硅太阳电池低。
9.3.2.3 晶体硅太阳电池工艺改进 主要采用吸杂、钝化、表面处理等工艺。 1）吸杂 不同太阳电池的吸杂作用是不同的，认为吸杂 速率受控于两个步骤： ①金属杂质的释放/扩散决定了吸杂温度的下限； ②分凝模型控制了吸杂的最佳温度。
2）钝化 钝化是提高多晶硅质量的有效方法，可采用 氢钝化硅体内的悬挂键的缺陷。缺陷越多，氢钝 化效果越好。 3）表面改性以增强减反射作用 多晶体太阳电池的表面存在多种晶向，因而 对其进行各种处理，已达到减反射的作用。 4）硅片的加工技术 使用多线切割机，可明显降低晶体硅片的成 本。
9 章晶体硅太阳电池材料
9.1 晶体硅太阳电池的发展情况
晶体硅太阳电池分为单晶硅太阳电池与多晶硅太阳电池。晶体硅太阳电池 是目前市场上的主导产品，1997年占国际市场的份额在80%以上。目前其生 产用的设备及原料都与半导体工业密切相关。这类电他稳定性高、资源丰富、 无毒性，在适当时期内可利用半导体工业的次品硅料作原料，电池的效率可 达到一定水平。