光电材料硅

光电材料硅
生产电池硅材料的成本主要在于硅的纯化，如何使硅 材料在低纯度条件下仍旧具有高效的转换效率是降低 其生产成本的关键，来自加利福尼亚大学伯克利分校 的Erik C. Garnett and Peidong Yang致力于这方面的 研究，取得了一定的成果。相关报道说明竖直状硅对 于纯度的要求更低[9]。来自上海大学的何波等人，针 对如何不增加制造技术复杂度的同时，提高400–600 纳米的范围内量子效率，设计合成了一种新的SINP （硅NP结结构）。其核心在于将PN结结构与 In2O3:SnO2(ITO) 传导薄膜相结合，形成了一种新的 传导层。结果表明，该方法能够有效提高设备对400600纳米之间的光的反应吸收同时降低反射率。
太阳能电池工作原理与结构
结构
太阳能电池工作原理与结构
太阳能电池发电的原理主要是半导体的光电效应。向硅晶体中 掺入杂质，当掺入硼时，因为硼原子周围只有3个电子，硅晶 体中就会存在一个空穴，形成P型半导体。当掺入磷时，则成 为富电子材料，提供电子，成为N型半导体。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。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 的电子会扩散到P区，P区的空穴会扩散到N区，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。
conclusion
新时代新背景下，环境保护成为人们相当关注的问题， 传统能源的获取对环境的危害已是众人皆知，人类获取 能源的基本上是太阳能的不同形式，以太阳能电池为代 表的太阳能直接利用必将获得更大的发展。新能源的发 展格外受各国政府的重视，各国政府先后出台了非常有 利于新能源发展的政策，创造了有利于其发展的社会环 境。目前，就硅太阳能电池方面，生产使用已经到了一 个相当的高度。然而，总体而言，高端设备主要还是集 中在日美，实际使用集中在在欧洲，占世界的80%，而 我国则是主要进行基本的电池板的生产，并不占有优势。 其次，硅太阳能电池能否得到进一步发展在于能否实现 电池效率的根本性提高，使其能够应用于更多的民用方 面，得到更广泛的推广。因此，硅太阳能的发展仍然具 备很大的发展空间。
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光电材料-硅
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硅的基本信息
太阳能电池工作原理与结构
硅材料的相关研究 conclusion
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硅的原子序数是14，属元素周期表中第ⅣA族元素 ，元素符号为Si，英文写法silicon，属于立方金刚石型 结构，室温下禁带宽度为 1.12eV，是一种非常重要的 半导体材料。在地壳中，它是第二丰富的元素，构成地 壳总质量的26.4%，仅次于第一位的氧（49.4%）。广 泛分布于各种砂石矿物质中，但是没有单质形式存在。 硅作为一种半导体材料，是一种非常重要的光电转换材 料。按硅材料的结晶形态，可分为单晶硅太阳能电池、 多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池。
光电材料硅 •来自西安交通大学的常耿荣等发现可 以通过改变退火氛围和炭硅原子比来 实现硅量子点阵的有序化，进而形成 一种多能带的分布，而这种多波段的 分布有利于提高光伏电池的转换效率。 这是基于通过对硅晶体材料的性质改 进来探索硅光伏电池能够具有更好地 光电转换效率来开展的。
光电材料硅 来自中国科学院宁波材料技术与工程 研究所的万青研究组发现选择性发射 极技术是提高硅太阳电池性能的最有 效的方法。然而，Ag网格线和选择性 发射极之间要求严格的对齐。在他们 研究中，通过施加一个相交的选择性 激光掺杂工艺，一种新的前金属接触 图案的晶体硅（C-Si）应用于开发太 阳能电池。
工 作 原 理
光电材料硅
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硅材料的相关研究
硅材料本身 外部条件改善
提高晶体原子
有序度；改变
提高可转换光
范围；降低反
射率等
成分等
光电材料硅 来自日本Keio University（庆应义墅大学） 的Yoshiki Iso, Satoru Takeshita, and Tetsuhiko Isobe使用倍频材料转换入射光频 率，来增加可利用光，并取得了一些成果。 他们把含有Bi3+,Eu3+ 离子YVO4晶体的尿 烷氨甲酸乙酯做成的薄膜覆盖着玻璃基红 紫外转换片上，并覆盖在硅晶体上，进行 了一系列测试。实验证明，在紫外线和近 红外线辐射区，含有Bi3+，Eu3+的非晶光 伏模块比普通晶体的光电转换效率要高许 多。