太阳能电池材料期末复习
太阳能电池生产技术复习题
一、名词解释1.光生伏达效应：半导体在受到光照射时产生电动势的现象。
2.单晶硅：由晶面取向相同的晶粒形成的晶体硅。
3.光致衰退效应：光电转换效率会随着光照时间的延续而衰减，使电池性能不稳定。
4.有机太阳能电池：由具有光敏性质的有机材料构成核心部分的太阳能电池。
5.方阻：正方形的薄膜导电材料边到边之间的电阻。
6.刻蚀：通过溶液、反应离子或其他机械方式来剥离、去除材料的一种统称。
7.等离子体：处于主要由电子和正离子（或是带正电的核）组成状态的物质。
8.等离子态：电子、正离子、中性粒子混合组成的一种形态。
9.开路电压：太阳能电池空载时的端电压10.短路电流：端电压为零时，通过太阳能电池的电流。
二、单选题三、填空题1.太阳能电池根据所用材料的不同，可以分为硅太阳能电池、化合物太阳能电池、染料敏化电池和有机薄膜电池。
2.太阳能电池按照结构可以划分为晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池。
3.晶体硅太阳能电池生产过程大致分为五个步骤：提纯、拉棒、切片、制电池、封装。
4.单晶硅太阳能电池在实验室转换效率为24.7%，规模生产时转换效率为15%。
5.多晶硅太阳能电池的实验室转换效率为18%，规模生产时转换效率为10%。
6.非晶硅薄膜经过不同的电池工艺过程可以分别制得单结电池和叠层太阳能电池。
7.染料敏化电池主要模仿光合作用原理研制出来的一种新型太阳能电池。
8.染料敏化电池的结构组成：纳米多孔半导体薄膜、染料敏化剂、氧化还原电解质、对电极和导电基底。
9.制造晶体硅太阳能电池的原材料：硅片、上盖板、黏合剂、底板、边框。
10.清洗制绒设备的功能：除去表面油污、损伤层、金属离子，制绒、自然氧化。
11.扩散炉是半导体生产线前工序的重要工艺设备之一，用于大规模集成电路、分立器件、电力电子、光电器件和光导纤维等行业的扩散、氧化、退火、合金及烧结等工艺。
12.扩散炉有两种：垂直扩散炉和水平扩散炉13.管式扩散炉主要由石英舟的上下载部分、废气室、炉体部分和气柜部分组成。
太阳能电池材料期末复习题
太阳能电池材料期末复习题1. 半导体太阳能光伏电池工作原理的四个基本过程。
答：第一，必须有光照射，可以是单色光，太阳光和模拟光源。
第二，光子源注入到半导体内后，产生电子- 空穴对，且电子- 空穴对具有足够的寿命。
第三，利用PN结，将电子-空穴对分离，分别集中于两端。
第四，被分离的电子和空穴，经由电极收集，运输到电池体外，形成电流。
2. 空间电荷区，内建电场及方向；漂移电流和扩散电流及其方向。
答：空间电荷区：扩散结果：n 区出现正电荷区，p 区出现负电荷区，则交界面的两侧的正，负电荷区，总称为空间电荷区。
内建电场：由于空间电荷区正负电荷相互吸引，形成一个称为势垒电场的内建电场，带正电荷的n区指向带负电荷的p区。
扩散电流：当两种不同型号半导体连接起来，在交界处产生载流子扩散。
由n 型半导体与p 型半导体交界处两侧不同型号载流子（多数载流子）浓度差引起的载流子扩散产生的电流。
扩散电流二电子扩散电流+空穴扩散电流。
方向p指向n0 漂移电流：内建电场的形成对多数载流子扩散运动起阻挡运动的作用。
载流子在内建电场中的运动叫做漂移电流0漂移运动产生的电流叫做漂移电流0漂移电流=空穴漂移电流+电子漂移电流0方向与扩散电流方向相反0 结两端接触电势及其表达方式；接触电势与电池的开路电压有关，说明影响太阳电池开路电压的因素0答：接触电势是PN结空间电荷区两端的电势差Va表达式：影响因素：1.与n区和p区中净掺杂浓度有关（Nd,Na）有关，掺杂浓度越大，V0 越大即太阳电池的开路电压Voc 越大。
2. 与半导体材料种类有关，不同半导体有不同的本征载流子浓度（ni ），在同样掺杂浓度下，其V不同即Voc不同。
3. 温度T 有关温度愈高ni 愈大，Vo 愈小，所以随环境温度增高，太阳电池Voc 成指数下降。
4. 了解PN 结正向电压—电流特性；多子与少子；非平衡少数载流子注入；正向电流（电池的暗电流）及方向。
答：特性：势垒区中的电场减小，由Vo变为（Vo-V）;势垒高度减小，由eV0变为e（Vo-V）；势垒区宽度w减小。
《太阳能光伏电池》考试复习资料4
简述非晶硅薄膜太阳电池为什么用p-i-n结构？由于非晶硅材料具有独特的性质，所以其太阳电池结构不同于晶体硅中的简单的p-n结结构，而是p-i-n结构。
这是因为非晶硅材料属于短程有序、长程无序的晶体结构，对载流子有很强的散射作用，导致载流子的扩散长度很短，使得光生载流子在太阳电池中只有漂移运动而无扩散运动。
因此，单纯的非晶硅p-n结中，隧道电流往往占主导地位，使其呈电阻特性，而无整流特性，也就不能制作太阳电池。
为此，要在p层与n层之间加入较厚的本征层i，以扼制其隧道电流，所以，为了解决光生载流子由于扩散限制而很快复合（即隧道电流）的问题，非晶体硅薄膜太阳电池一般被设计成pin结构，其中p为入射光层，i为本征吸收层，n为基层地。
简述表面钝化常用的方法有哪些？表面氧钝化和氢钝化，表面钝化工艺有：掺氯氧化法、磷硅玻璃钝化法、氮化硅钝化法、三氧化二铝钝化法、半绝缘多晶硅钝化法、低压化学气相淀积钝化法、金属氧化物钝化法、有机聚合物钝化法、玻璃钝化法等数十种钝化方法。
Pin电池片和nip电池片由于其制膜顺序完全相反，各有自己的特点：①从大的不同点说起话，顺序为pin电池片的透明电极在nip电池片里是背面电极，在接近表面的一侧。
在基片上形成的透明电极是氧化物，在形成微晶电池片时，有被氢原子还原的担心，pin型电池片的最佳吸收宽度会变窄。
nip型在金属基片或绝缘基片上形成金属薄膜，可形成微晶硅，由于不受氢还原的影响，在高温下也可形成膜，可以扩大最佳吸收宽度。
②从集成结构的观点来看，pin用的是与非晶相类似的集成化技术，有可能形成超级线性集成结构，nip电池片要和非晶硅电池片一样形成超级线性结构，在同一基片上叠层时，要用与Cu（In，Ga）Se2太阳能电池同样的方法集成。
简述CIS和CIGS系太阳能电池的新进展表现在哪些地方。
(P119)1）Cd自由缓冲层。
关于不用Cd的缓冲层的开发研究，目前是相当活跃的。
使用CIGS系太阳能电池时，Cd的的绝对量是非常少的，是住宅应用时几乎不产生问题的用量，但对于环保的太阳能电池,还是应该考虑尽量避免使用。
cai-光伏材料学期末资料
1能源：是指能够直接或经过转换而获取某种能量的自然资源。
2能源的来源：①来自地球外部天体的能源（主要是太阳能）②地球本身蕴藏的能量③地球和其他天体相互作用而产生的能量3研究光伏电池的意义：每年排放的二氧化碳210万吨化石能源开采高峰2020~2030年，导致传统化石能源→不可再生、环境污染、能源枯竭，只能调整为可再生能源结构。
可再生能源：风能、地热能、水能、潮汐能、太阳能等，它们具有资源丰富、利用方便、洁净无污染等优点。
同时，太阳能利用的重要途径之一是研制太阳能电池！4太阳辐射：太阳源源不断地以电磁波的形式向四周放射能量，称为太阳辐射。
5太阳辐射参数：（1）．太阳常数（在地球大气层之外，平均日地距离处，垂直于太阳光方向的单位面积上所获得太阳辐射能基本上是一个常数，这个辐照度称为太阳常数，或称此辐射为大气光学质量为零（AM0）的辐射。
）（2）大气质量m：（太阳光线的实际路程与此最短路程之比称为大气质量）6太阳光谱的定义：一束太阳光通过一个玻璃三棱镜，那么就在白色幕布上，出现红，橙、黄、绿、青、蓝、紫（对应0.76-0.4微米）等彩色光带。
物理学上把这样的彩色光带（各色光按频率或波长大小的次序排列成的光带图）叫做太阳光谱，这样的可见光谱（约400-760nm），只占太阳光谱中的微小部分。
其中能量分布最大值对应的波长是0.475微米，属于蓝光。
7光谱的分类：光谱按产生的方法可以分为发射光谱和吸收光谱两大类。
由发光体所发出的光直接生成的光谱叫发射光谱。
8太阳光谱分类：太阳光谱是一种吸收光谱。
大约50%的太阳辐射能量在可见光谱区(波长0.4~0.76μm)，7 %在紫外光谱区(波长<0.4μm), 43 %在红外光谱区（波长>0.76μm）。
9太阳能的优缺点：（1）太阳能的优点：①普遍性:太阳能分布广阔，获取方便②洁净性:使用太阳能安全、不污染环境③数量大:太阳能十分巨大④长久性:太阳能取之不尽，用之不竭（2）太阳能的缺点①不稳定:随季节、时间变化，受到天气状况的影响②强度弱:实际投射到地球表面的太阳辐射功率小，要有较大的接受面积和收集转换设备③不连续:每个地方只有在白昼才能接受到太阳辐射能10太阳能储存方式：（1）电能储存(2) 显热储存(3) 潜热储存(4) 化学储热(5) 太阳池储能(6) 氢能储存(7) 机械能储存11太阳能的利用：（1）转化为电能（光一电）太阳能光伏发电太阳能热力发电（太阳能热力发电运用，比如，低沸点工质(太阳池) 水蒸汽(槽、碟、塔式) ，气体）(烟囱，Strling)（2）转化为热能(光一热)太阳能集热器，太阳能灶、太阳房、温室太阳能空调、制冷、干燥太阳能海水淡化，太阳能建筑一体化（3）转化为化学能（光-化）自然光合作用(效率低1%)，人工光合作用(基因转换、催化) 能源植物(switchgrass)，制氢12太阳能技术的优缺点（1）优点：能源易获取，不排放CO2，能源量大，可持续性强（2）缺点：能源分散，受自然条件限制，转化效率低，成本较高12太阳电池定义：太阳电池，又称光伏器件，是一种利用光生伏特效应把光能转变为电能的器件。
太阳能电池材料试题复习
复习大纲1. 铝背场的作用：①减少少数载流子在背面复合的概率；②作为背面的金属电极；③提高电池的开路电压；④提高太阳电池的收集效率；⑤降低电池的反向饱和暗电流和背表面复合速率；⑥制作良好的欧姆接触。
2. 简述晶体硅的制备工艺过程答：晶体硅太阳电池的制备工艺：p型硅片-清洗制绒-扩散制结（p-n结）-去周边层-去PSG（磷硅玻璃）-镀减反射膜-印刷电极-高温烧结-检测-分选-入库包装。
3.太阳能的利用形式：光化学转化、太阳能光热转化和太阳能光电转化。
4.太阳能电池理论效率最高为75% 。
5.太阳常数：是指大气层外垂直于太阳光线的平面上，单位时间、单位面积内所接受的太阳能辐射。
也就是说，在日地平均距离的条件下，在地球大气上界，垂直于光线1Ｃ㎡的面积上，在１分内所接受的太阳能辐射能量；为（１３６７＋｜－７）Ｗ/㎡。
６．太阳能能量转换方式主要分为光化学转化、太阳能光热转化和太阳能光电转化三种方式。
７．P-N结的形成原理。
答：⑴Ｐ型和Ｎ型半导体都呈电中性；⑵Ｐ型半导体的多子是空穴；Ｎ型半导体的多子是电子；⑶当Ｐ型半导体与Ｎ型半导体连接在一起时，由于ＰＮ结中不同区域的载流子分布存在浓度梯度，Ｐ型半导体材料中过剩的空穴通过扩散作用流动至Ｎ型半导体材料；同理，Ｎ型半导体材料中过剩的电子通过扩散作用流动至Ｐ型半导体材料。
电子或空穴离开杂质原子后，该固定在晶格内的杂质原子被电离，因此在结区周围建立起了一个电场，以阻止电子或空穴的上述扩散流动，该电场所在的区域及耗尽区或者空间电荷区，故而称为ＰＮ结。
如图所示：在交界面，由于扩散运动，经过复合,出现空间电荷区。
８．P-N结半导体光生伏特效应的原理。
答：在半导体被光照射、产生光传导现象时，如果由光产生的载流子在不同位置具有不均一性，或者由于PN结产生了内部载流子的话，就因扩散或者漂移效应而引起电子和空穴密度分布不平衡，从而产生电力，这一现象称为光生伏特效应（photovoltaic effect）.9.太阳能电池的主要参数是短路电流、开路电压、填充因子和光电转换效率。
太阳能电池材料期末复习
太阳能电池材料期末复习硅是目前太阳能电池中最常用的材料。
硅太阳能电池的制备工艺相对简单，成本较低。
但是，硅太阳能电池的效率相对较低，光电转化率一般在10-20%之间。
目前，硅太阳能电池分为单晶硅和多晶硅两种，其中单晶硅太阳能电池效率较高，但制备工艺复杂，成本较高。
铜铟镓硒(CIGS)是一种新型的太阳能电池材料，具有高效率、高稳定性和较低的成本等优点。
CIGS材料的组成元素包括铜(Cu)、铟(In)、镓(Ga)和硒(Se)，通过合理控制这些元素的比例和制备工艺，可以获得高效的CIGS太阳能电池。
CIGS太阳能电池的效率可以达到20-30%。
目前，CIGS太阳能电池的制备工艺还在不断完善和提高，相信未来能够更广泛地应用于实际生产中。
钒基太阳能电池是近年来研究的热点之一、钒基太阳能电池的核心是钒(V)和钒(IV)之间的氧化还原反应。
钒基太阳能电池具有高效率、长寿命和较低的成本等优点。
钒基太阳能电池可以利用室内光源进行光电转换，相比于其他太阳能电池，具有更广泛的应用场景。
有机聚合物太阳能电池是一种新型的太阳能电池。
有机聚合物是一类由碳(C)、氢(H)和氧(O)等元素组成的聚合物，具有低成本、柔性和可塑性等特点。
有机聚合物太阳能电池的制作工艺相对简单，可以采用印刷、喷涂等方法将其制作成薄膜。
目前，有机聚合物太阳能电池的效率还较低，一般在5-10%之间，但是有很大的发展潜力。
除了以上几种材料外，还有其他一些新材料也在被研究和开发。
例如，钙钛矿材料是一种具有优异光电性能的新兴材料，其太阳能电池的效率可以达到20%以上。
此外，还有钙钛矿材料的衍生物、有机无机杂化材料等也是研究的热点。
总之，太阳能电池材料的研究和开发是提高太阳能电池效率和降低成本的关键因素。
随着科学技术的进步和不断的研究，相信未来会有更多新材料诞生并应用于太阳能电池生产中。
太阳能期末复习
太阳能期末复习填空题第一章（1）太阳能是地球上一切能源的来源。
（2）地面接收到的太阳能辐射包括直接辐射和散射辐射。
（3）太阳能可以转换的能量形式的主要种类有热能、生物化学能、机械能、光能和电能等。
第二章（1）从结构方面分，太阳电池主要可以分为同质P-N结电池、肖特基（MS）电池、MIS电池、MINP电池、异质P-N结电池等。
其中，同质P-N结电池自始至终占着主导地位；从材料方面分，主要有硅系太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、有机半导体薄膜太阳能电池、纳米晶化学太阳能电池等；从材料外形特点方面分，可分为体材料和薄膜材料。
（2）固体材料按照导电性能，可分为导体、半导体和绝缘体。
（3）晶硅太阳电池分为单晶硅太阳电池和多晶硅太阳电池。
第三章（1）杂志原子进入半导体内部主要通过两种途径：替位式扩散和间隙式扩散。
（2）生产晶硅太阳电池组件时敷设层次由下向上依次是：玻璃、EVA、电池、EVA、玻璃纤维和背板。
（3）地面用太阳电池组件长念累月运行于室外环境，保证额定寿命在相当长的时间内通常要求15年以上其电性能不发生严重的衰退（通常要求15年以上）。
（4）晶硅太阳能电池模拟冰雹试验所用的钢球大约重227g，对组件盖板材料为钢化玻璃的下落高度为100cm，对优质玻璃的下落高度为50cm。
第四章（1）光伏玻璃的生产可以分为两类：压延玻璃和浮法玻璃。
（2）凝胶的干燥力主要来自3个方面：凝胶表面气固界面能的减少，凝胶内部液固界面能的减少和二次分布力。
（3）目前除去湿凝胶中的溶剂的方法大体上可以分为两类：超临界干燥法和非超临界干燥法。
（4）玻璃的应力根据其存在的特点，分为暂时应力和永久应力。
第五章（1）太阳电池对TCO镀膜玻璃的性能要求有：透光率、光陷阱、导电性能、激光刻蚀性能和耐候性与耐久性。
（2）最常采用的非晶硅太阳电池的结构是P—I—N结构。
（3）太阳光谱中的能量分布较宽，主要部分由0.3~1.5μm的波长范围组成。
太阳能电池复习题-汇总
2011年太阳能光伏电池及其应用复习资料第一章总论一、填空题：1、人类文明的进步与人类社会工业化、近代化的变迁，都称为和变迁。
2、21世纪文明的宏伟构想时，被称为最大课题的问题占据了重要地位。
3、人们生活所需的能源可发分为维持个人生命的和、及生产活动中使用的生活能源两部分。
4、伴随着能源工业化的进展，人们选择更方便、更经济性的能源形态，也就是说，这一技术革新也是基于而产生的。
5、不同于化石能源的消费的原子能发电，称之为的太阳能发电、风力发电的应用。
6、在化学能源枯竭之前找到的替代能源。
7、3E三重矛盾是在发展的过程中，伴随着的消费，以化石能源为主体的资源需求结构会造成对的破坏。
8、到达地球表面的太阳能，是通过几乎接近真空的宇宙空间，以的形式辐射过来。
9、太阳能到达地球的总辐射能量应该是太阳常数与的乘积。
10、太阳能电池的转换效率几乎是的，与其所利用的装置规模与无关。
11、光发电是对有在效利用。
二、选择题1、人们生活所必需的能源可以分为维持个人生命的生理能源和（）、社会活动及生产活动中使用的生活经验能源两部分。
A、日常生活B、社会生活C、劳动生活D、物质生活2、点然近代产业革命之火的是发明蒸汽机的（）A、贝尔B、詹姆斯。
瓦特C、爱迪生D、埃特尼。
勒努瓦3、生态发电的有：太阳能发电和（）。
A、火力发电B、水力发电C、煤炭发电D、风力发电4、煤炭在亚洲太平洋可开采( )年。
A、43年B、61年C、231年D、73年5、天然气在亚洲太平洋可开采( )年。
A、43年B、61年C、231年D、73年6、3E指的是：经济、能源和（）。
A、地球环境B、海洋C、森林D、陆地7、世界各国对温室气体排放量，以1990年为基准，到2010年日本要消减( ).A 、10% B、8% C、6% D、5%8、采用石油发电方式引起的有害气体排放量CO2是（）。
A 、 B、178 C、 D、9、能量通过约亿km的空间到达地球的大气层附近时，其辐射能量密度约为（），这个值叫太阳常数。
太阳能电池材料试题复习
太阳能电池材料试题复习(总24页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除复习大纲1. 铝背场的作用：①减少少数载流子在背面复合的概率；②作为背面的金属电极；③提高电池的开路电压；④提高太阳电池的收集效率；⑤降低电池的反向饱和暗电流和背表面复合速率；⑥制作良好的欧姆接触。
2. 简述晶体硅的制备工艺过程答：晶体硅太阳电池的制备工艺：p型硅片-清洗制绒-扩散制结（p-n结）-去周边层-去PSG（磷硅玻璃）-镀减反射膜-印刷电极-高温烧结-检测-分选-入库包装。
3.太阳能的利用形式：光化学转化、太阳能光热转化和太阳能光电转化。
4.太阳能电池理论效率最高为75% 。
5.太阳常数：是指大气层外垂直于太阳光线的平面上，单位时间、单位面积内所接受的太阳能辐射。
也就是说，在日地平均距离的条件下，在地球大气上界，垂直于光线1Ｃ㎡的面积上，在１分内所接受的太阳能辐射能量；为（１３６７＋｜－７）Ｗ/㎡。
６．太阳能能量转换方式主要分为光化学转化、太阳能光热转化和太阳能光电转化三种方式。
７．P-N结的形成原理。
答：⑴Ｐ型和Ｎ型半导体都呈电中性；⑵Ｐ型半导体的多子是空穴；Ｎ型半导体的多子是电子；⑶当Ｐ型半导体与Ｎ型半导体连接在一起时，由于ＰＮ结中不同区域的载流子分布存在浓度梯度，Ｐ型半导体材料中过剩的空穴通过扩散作用流动至Ｎ型半导体材料；同理，Ｎ型半导体材料中过剩的电子通过扩散作用流动至Ｐ型半导体材料。
电子或空穴离开杂质原子后，该固定在晶格内的杂质原子被电离，因此在结区周围建立起了一个电场，以阻止电子或空穴的上述扩散流动，该电场所在的区域及耗尽区或者空间电荷区，故而称为ＰＮ结。
如图所示：在交界面，由于扩散运动，经过复合,出现空间电荷区。
８．P-N结半导体光生伏特效应的原理。
答：在半导体被光照射、产生光传导现象时，如果由光产生的载流子在不同位置具有不均一性，或者由于PN结产生了内部载流子的话，就因扩散或者漂移效应而引起电子和空穴密度分布不平衡，从而产生电力，这一现象称为光生伏特效应（photovoltaic effect）.9.太阳能电池的主要参数是短路电流、开路电压、填充因子和光电转换效率。
太阳能光伏发电期末复习资料
1太阳能电池的性能参数有哪些？短路电流，开路电压，峰值电流，峰值电压，峰值功率，填充因子和转换效率等4 对太阳能电池组件的基本要求有哪些？工作寿命长，封装成本低密封性能好，防风，防水，防腐蚀机械强度高，耐冲击，耐振动良好的电绝缘性能和抗紫外线辐射能力有能满足不同的电压，电流和功率输出要求的多种接线方式太阳能电池之间要求焊接平直，牢固，并且当太阳能电池片经串、并联组合后，光电转换效率损失不大1什么是逆变器？太阳能光伏发电系统要求逆变器有哪些功能？把直流电能转换成交流电能的过程就可以称逆变，把完成逆变功能的电路叫做逆变电路，把实现逆变过程的装置叫做逆变器功能：1具有直流变换交流功能2系统故障保护功能3自动运行和停机功能4最大功率跟踪控制功能2简述太阳能光伏发电系统对蓄电池的基本要求1自放电率低2使用寿命长3深放电能力强4充电效率高5少维护或免维护6工作温度范围宽7价格低廉3 避雷针对光伏系统有什么要求1光伏系统的发电站要尽量避免设置在易受到雷击的地方2由于多根引下线的分流作用可以降低引线压降，所以应尽量采用多根引下线将雷击电流引入地下3应尽量防止避雷针的阴影投落在光伏系统的阵列上4为了避免雷击，所有光伏系统的金属物体，如电池组件的外壳等都要与联合接地体等电位连接5在光伏发电系统中要实现多级保护，使雷击电流和浪涌电流经过多级泄出4光伏组件安装前，要实际测试一下组件的哪些重要技术参数要实际测试一下组件重要的技术参数，如开路电压，短路电流，峰值电流，峰值电压，峰值功率等5太阳能控制器有什么功能？1防过充电，2防过放电，3防反充电，4温度补偿，5光控，6防短路，7防电池极性接反，8防雷，9自检6有哪三种波形逆变器，各有什么优缺点？方波逆变器，优点：线路简单，价格便宜，维修方便，设计功率一般在数百瓦至数千瓦之间。
缺点：调压范围窄，噪声较大，方波电压中含有大量高次谐波，在带有贴芯电感或变压器的负载用电器中将产生附加损耗，因此效率低，电磁干扰大阶梯波逆变器,优点：波的高次谐波含量少，当采用无变压器输出时，整机效率高。
新能源材料复习资料.
1.太阳能光电转换电池（晶体硅电池、薄膜电池）的工作原理、特点及应用。
薄膜太阳电池（非晶硅）特点非晶硅太阳能电池的优点1非晶硅具有较高的光吸收系数。
这是非晶硅材料最重要的特点，也是它能够成为低价格太阳能电池的最主要因素。
2非晶硅的禁带宽度比单晶硅大，随制备条件的不同约在1.5-2.0eV的范围内变化，这样制成的非晶硅太阳能电池的开路电压高。
③材料和制造工艺成本低、设备简单；而且非晶硅薄膜厚度仅有数千埃，不足非晶硅太阳电池硅基薄膜太阳电池有机电池薄膜太阳能电池砷化稼薄膜太阳电池CdTe薄膜太阳电池CuInSe薄膜太阳电池化合物半导体薄膜太阳电池染料敏化太阳电池多晶硅太阳电池晶体硅太阳电池厚度的百分之一，大大降低了硅原材料的成本；沉积温度为100～300ºC。
④易于形成大规模的生产能力，这是因为非晶硅适合制作特大面积、无结构缺陷的薄膜，生产可全流程自动化，显著提高劳动生产率。
（最大1100mm*1250mm单结晶非晶硅太阳电池）⑤由于非晶硅没有晶体所要求的周期性原子排列，可以不考虑制备晶体所必须考虑的材料与衬底间的晶格失配问题。
因而它几乎可以淀积在任何衬底上，如不锈钢、塑料甚至廉价的玻璃衬底⑥多品种和多用途，不同于晶体硅，在制备非晶硅薄膜时，只要改变原材料的气相成分或气体流量，便可使非晶硅薄膜改性，制备出新型的太阳电池结构；并且根据器件功率、输出电压和输出电流的要求，可以自由设计制造，方便地制作出适合不同需求的多品种产品。
⑦易实现柔性电池，非晶硅可以制备在柔性的衬底上，而且其硅原子网络结构的力学性能特殊，因此，它可以制备成轻型、柔性太阳电池，易于与建筑集成。
⑧制备非晶硅太阳能电池能耗少，约100千瓦小时，能耗的回收年数比单晶硅电池短得多。
非晶硅太阳能电池的缺点①晶体硅相比，非晶硅薄膜太阳电池的效率相对较低，在实验室中电池的稳定最高光电转换效率只有13％左右。
在实际生产线中，非晶硅薄膜太阳电池的效率也不超过10％；②非晶硅薄膜太阳电池的光电转换效率在太阳光的长期照射下有一定的衰减，到目前为止仍然未根本解决。
济南大学《太阳能电池材料与工艺》期末真题
太阳能电池材料期末预测题一，填空题1，晶体硅太阳能电池生产工艺有___________，___________，___________，___________，___________，___________。
2，太阳能电池按照架构可分为___________，___________，___________，___________。
3，太阳能电池按照材料可分为___________，___________，___________，___________，___________，___________。
4，直拉单晶硅中碳杂质来源于石英坩埚。
5，金属杂质在直拉单晶硅中的扩散机制间隙扩散机制，空位机制，踢出机制，分离机制。
6，吸杂技术根据吸杂点的不同可分为内吸杂和外吸杂。
7，铸造单晶硅常用的吸杂技术：磷吸杂和铝吸杂。
8，原子能级分裂是因为___________。
9，用化学提纯制备高纯多晶硅的方法二氯二氢还原法硅三氯氢硅氢还原法四氯化硅氢还原法硅烷热分解法补充9，半导体材料的基本特征电阻率特性，导电特性，负的电阻率温度系数，、整流特性，光电特性10，常用的形成p-n结的工艺主要有合金法、扩散法、离子注入法、薄膜生长法。
合金法是目前硅太阳电池的p-n结形成的主要方法11，晶体硅太阳电池的结构构成有绒面结构、PN结、铝背场、正面和背面金属接触、减反射层12，单晶硅棒生长的主要方法有区熔法、直拉法。
13，从单晶硅棒到单晶硅片的制备工艺包括切断滚圆切片化学腐蚀14，根据两个晶粒之间夹角的大小对晶界结构进行分类小角度晶界，大角度晶界。
15，太阳电池用硅材料按照结晶形态划分单晶硅、多晶硅、非晶硅。
按材料纯度划分冶金级硅（也称金属硅、工业硅）、太阳能级硅、电子级硅。
16，碳在硅中的分凝系数很小，在单晶硅的生长过程中，碳的浓度为______高，_____低。
17，直辣单晶硅中的缺陷有___________，___________，___________，___________。
太阳能电池课程复习
太阳能电池
短路电流：太阳电池在端电压为0时的电流称为短路电流，通常用I 短路电流：太阳电池在端电压为0时的电流称为短路电流，通常用Isc 表示。它是伏安特性曲线与纵坐标的交点所对应的电流。 表示 。 它是伏安特性曲线与纵坐标的交点所对应的电流 。 短路电流 与太阳电池的面积大小有关，面积越大， 越大。 Isc与太阳电池的面积大小有关，面积越大，Isc越大。 开路电压：太阳电池在空载（开路）情况下的端电压， 开路电压 ： 太阳电池在空载 （ 开路 ） 情况下的端电压 ， 称为开路电 压，通常用Voc表示。开路电压Voc与太阳电池的面积大小无关。 通常用V 表示。开路电压V 与太阳电池的面积大小无关。 填充因子： 填充因子：通常把太阳电池的最大功率与开路电压和短路电流的乘 积之比，称为填充因子， 积之比，称为填充因子，用FF（或CF）表示。 （ ）表示。
太阳能电池
太阳电池中存在三种“光学性质”损失： 太阳电池中存在三种“光学性质”损失： •硅表面反射； 硅表面反射； 硅表面反射 •受光照的一侧的金属栅线； 受光照的一侧的金属栅线； 受光照的一侧的金属栅线 •电池厚度不够，进入电池的一部分具有合适能量的光线将从电池 电池厚度不够， 电池厚度不够 背面直接穿出去。 背面直接穿出去。 晶体硅太阳电池生产流程： 晶体硅太阳电池生产流程： 太阳能级多晶硅制备、硅锭制备、硅锭切割、硅片制备、 太阳能级多晶硅制备、硅锭制备、硅锭切割、硅片制备、太阳电池 制备、太阳电池组件生产。 制备、太阳电池组件生产。 多晶硅产品分类：冶金级硅（MG）、太阳能级硅( SG)、电子级硅( ）、太阳能级硅 多晶硅产品分类：冶金级硅（MG）、太阳能级硅( SG)、电子级硅( EG) 太阳能级多晶硅的制备方法：冶金法、 太阳能级多晶硅的制备方法：冶金法、化学法 提炼硅的原料是： 提炼硅的原料是：SiO2 553的冶金级硅，其中铁的含量为5000ppmw，铝的含量为5000ppmw 553的冶金级硅，其中铁的含量为5000ppmw，铝的含量为5000ppmw 的冶金级硅 5000ppmw 钙的含量为3000ppmw 3000ppmw。 ，钙的含量为3000ppmw。 对比化学法制备多晶硅和冶金法制备多晶硅的不同： 对比化学法制备多晶硅和冶金法制备多晶硅的不同：
太阳能光伏发电复习资料,考试必备!解读
第二章太阳辐射1．什么是黑体？1）在任何条件下，完全吸收任何波长的外来辐射而无任何反射的物体。
2）吸收比为1的物体. 3）在任何温度下，对入射的任何波长的辐射全部吸收的物体2．太阳的结构：由内向外内部分为核心层（日核）、辐射层、对流层大气层又分为光球层、色球层及日冕3．地理坐标：以地心为原点，以地球为基本圆，以地球自转轴为中心轴，用纬度、经度来表示地球表面上点的位置4．天球与天球坐标系天球：以观察者为球心，以任意长度（无限长）为半径，其上分布着所有天体的球面。
地平面：球心与铅直线相垂直的平面。
地平圈：地平面与天球的交线所成大圆。
天顶、天底：通过球心的铅直线与天球的交点。
5．地平坐标系：以地平圈为基本圆，天顶为基本点，南点为原点的坐标系。
地平经圈：通过天顶Z和太阳（或任一天体）X作一大圆。
地平经度（方位角A）：SM弧地平纬度（高度角h）：XM弧向上为正，向下为负天顶距：ZX弧 (即z = 90O-h)。
地平坐标随着时间在不断地变化着。
地平坐标随观测地点而异。
时角坐标系6．时角坐标系（第一赤道坐标系）：以天极为基本点，天赤道（地球赤道平面延伸后与天球相交的大圆﹐称为天赤道。
）和子午圈在南点附近的交点为原点的坐标系。
时圈：通过北天极P和太阳（或任一天体）X作一大圆。
时角τ：Q’T弧（度、分、秒）赤纬δ：XT弧（度、分、秒）从天赤道算起，向上为正，向下为负（时、分、秒）7．太阳常数Isc：在平均日地距离时，地球大气层上界垂直于太阳光线表面的积上单位时间内所接收到的太阳辐射能。
其参考值为Isc = (1367±7) W/m2Isc：平均日地距离时的太阳I0：大气层上界某一任意时刻n：距离1月1日地天数 r：日地间距引起的修正值8．太阳光谱：太阳发射的电磁辐射在大气顶上随波长度分布叫做太阳光谱。
9．地面太阳辐射：直接辐射：直接接收到的、不改变方向的太阳辐射；散射辐射：接收到的被大气层反射和散射后方向改变的太阳辐射10．散射：瑞利（Rayleigh）散射r << λ、米氏（Mie）散射r ≈λ和无选择性散射r >> λ。
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短路电流：负载电阻 R，光生电压 Vph 和光照时流过 PN 结上的正出功率及其最大输出功率：
P I * Vph Vph ( Ii If ) ； Pm Im* Vm
光电转换效率：
Pm ； Pin
7.了解按电池结构和材料分类的太阳电池种类。 答：按电池结构分：1.同质结光伏电池：相同的半导体材料，含有不同的导电型号杂质，构 成一个或多个 PN 结。 2.异质结光伏电池： 在不同禁带宽度的两种半导体材料组成， 接触的界 面组成 PN 结。 3.肖特基电池：用介质和半导体组成一个肖特基结电池（又称 MIS 电 池） 。 4.薄膜电池：由非导体的基底上淀积一层薄膜半导体材料组成的电池。 5.叠层电池： 将两种对光波吸收能力不同的半导体材料叠置在一起构成 的电池，目的是最大限度吸收不同波长的光，提高太阳电池的光电转换效率。 按电池材料分：1.硅电池：包括单晶硅，多晶硅，非晶硅（制造成本依次下降，光电转
换效率依次下降） 2.非硅电池：主要有 Cds. GaInSe, GaInS…. 3．有机电池:有机高分子材料组成的电池。 8.硅晶体电池的基本结构及制造工艺流程。 答：硅晶片加工（切片） ，化学腐蚀，制 PN 结，铝背场制备，制上下电极，制减反射薄膜。 结构略。 9．绒面结构及作用；单晶硅片和多晶硅片表面制作绒面结构所用的腐蚀剂及提高绒面结构 质量采用的措施。 答：绒面结构：<100>晶向的硅单晶,经腐蚀后表面会形成(在显微镜下看到)像“金字塔”形 状高低不平的表面。 作用:减少电池表面的光反射，大大提高对光的吸收率，最大限度提高光电转换效率。 腐蚀剂：单晶硅使用 NaOH 水溶液或 KOH 水溶液；多晶硅使用 HF 混合液。 提高绒面结构质量采用的措施：1.在 NaOH 水溶液中加入少量异丙醇。 2.用 NaCO3（K2CO3）或磷酸钠液对单晶硅片进行结构 处理。 10.金属电极作用；对金属电极的要求；金属电极的丝网印刷制作工艺。 答：作用：收集电极（少数载流子）收集光生电流，然后引导到负载。 要求：1.与硅片形成良好的欧姆接触。 2.电极线宽要越细越好。 （提高光电转换效率） 制作工艺：按设计好的电极图形的模板，用丝网印刷法将导体浆料（用超细银粉与有机 溶剂调成浆料） ，印制在电池表面，然后在适当的温度下烧结，使有机溶液挥发，而金属颗 粒(Ag)与硅片紧紧的粘附，形成（Ag）与硅的合晶。 11.铝背电场结构；合金化作用；铝背电场结构的作用，并解释为何会产生这样的作用。 答：铝背场结构：在 pn 结制备完后，在硅片背面淀积一层铝膜，经合金化高温处理后，在 硅片内形成 p+层（高浓度 p 型杂质层） ，在硅片背侧面产生了内建电场（BSF） 。 合金化作用：1. AL 原子进入硅片内，形成一层高浓度的 p+层形成 BSF 结构。 2.使 Al 膜紧紧的黏在硅片的表面，形成背电极。 铝背场结构的作用：1.能提高电池的光电转换效率 原因：由于 P+层存在，在电池背面形成一个 P+/p 结，从而产生一个内建电场，由 于这个电场的方向与电池端电压方向相反，阻止了光生电压少数载流子向 P+层扩 散，由此减少了少子在背面的复合几率，提高了电子的收集效率，即提高了光生电 流，同时提高了电池的开路电压，提高了光电转换效率。 2.可做电池背面的金属电极。 12．减反射减少光反射的原理；减反射层减少光反射的光学条件；并懂得由此条件选择减 反射膜材料及膜厚。 （在题中计算题，且用到半导体本征吸收限 λ 0 的概念） 答：原理：利用光在减反射膜的上下表面反射所产生的光程差，使两束反射光干涉相消，从 而减弱反射，增加透射。 条件： n n0 * nSi
2
（1）
n*d
d:减反射膜厚， ：光波长，L：正整数 题略，看笔记。 13.对减反射膜材料的总体要求；TiO2 膜制备工艺，反应方程式。 答：要求：能具有良好的减反射效果，还要求透明度好，热膨胀系数少，与硅片粘附性好， 抗辐射，耐腐蚀。 （6 点） 喷涂热（水）解法工艺：利用 N2 携带含钛酸异丙酯的水蒸气，喷涂到加热的硅片上表 面，发生水解反应。 反应：Ti(OC3H7)+2H2O==TiO2+4(C3H7)OH 14.铸造技术为何能提高多晶硅纯度；制备铸造多晶硅的工艺流程；描述直培法工艺；影响 直培法制备柱形多晶硅的因素。 答：提纯材料：1. 利用定向凝固过程中的杂质分凝现象，使杂质富集在多晶硅锭的两端。 2．在真空中熔化，凝固，原料中杂质在表面挥发。 3．在保护气体或熔体中添加能与杂质反应生成挥发性物质的气体，是杂质 中熔硅分离。 直熔法工艺流程：装料---加热---熔化---晶体生长---退火---冷却。 直培法描述： 硅原材料首先在坩埚中熔化， 坩埚周围的加热器保持坩埚上部温度的同时， 自坩埚的底部开始逐渐降温， 从而使坩埚底部的熔体首先结晶， 再通过保持固液界面在同一 水平面上并逐渐上升，使得整个熔体结晶为晶锭。采用定向凝固法长晶。 影响因素：纯度高，不产生杂质玷污；不与晶体粘连；热膨胀系数小；热导率小；坩 埚形状(方形，内壁涂高纯氧化硅/氮化硅） 15.了解单结 a-Si 薄膜电池的结构；工作过程及工作原理，a-Si 薄膜电池效率低的原因及 解决措施。 答：单结结构是指只有 1 个 pin 结（相当与晶体硅电池中的 pn 结） 具体结构：1.玻璃，为电池衬底（基片）是各种薄膜淀积的载体，也是电池的受光面。 2.透明导电膜（TCO,SnO2）(上电极，厚 900nm) 3.P-a-Si (或 P-a-SiC,能提高电池性能)（厚 10nm） 4.i-a-Si (本征非晶硅)（500nm） 5.N-a-Si (或 uc-Si) (厚 10nm) 6.透明导电膜（ZnO） （900nm） 7.金属 Al 膜（与 ZnO 膜相当） 345 是 pin 结，67 是背电极。 工作过程：阳光从玻璃受光面通过，经过透明导电层和 P 型层，在本征层激发出光生载 流子，分别漂移给 p,n 层，最终产生电流通过铝电极和透明导电层，引导到负载。 工作原理：a-Si 电池的 pn 结中加入“i”层。形成 pin 结结构。P 层为光入射层。i 层 为本征吸收层，N 层为基底层。此结构中，pi 结和 in 结形成的内建电场跨越整个 i 层。当 入射光穿过 P 型层，在 i 层激发出电子—空穴对，很快地被内建电场分离，空穴漂移到 P 型层，电子漂移到 N 层，形成光生电流和光生电压，i 层是光敏层。 a-Si 薄膜电池存在的问题： 1.光电转换效率低：
势垒区宽度 w 增大。 反向饱和电流：是一个数值很小，且不随反向电压 V 变化而变化的电流。由 n 指向 p。 PN 结的电压-电流特性：加上外加电压后，pn 结上流过的电流。 6．光伏电池工作原理；光生电流及方向；光生电压及方向；光照后流过负载的电流；太阳 电池的开路电压；短路电流；输出功率及最大输出功率；光电转换效率。 答：工作原理：利用光激发的少子通过 PN 结而发电。 光生电流及其方向：在内建电场的作用下，P 型半导体中的光照产生的电子将流向 N 型半导体，而 N 型半导体中的额空穴将流向 P 型半导体，形成光生电流 Ii。由 n 指向 p。 光生电压及其方向：光生电流出现导致光生电场 Vph 形成。由 p 指向 n，与内建电场方 向相反。 光照后流过 PN 结的电流：光照后，导致载流子扩散产生的电流大于漂移产生的电流， 从而产生净的正向电流 If。
If Io exp(
qVph Io) kT
；Io 是反向饱和电流。
光照后流过负载的电流： I Ii If Ii [ Io exp(
qVph Io)] kT
太阳电池的开路电压：将 PN 结开路，将负载电阻无穷大，负载上的电流为零，I 为零 时的电压为开路电压。
Voc
kT Ii ln( 1) ； q Io
KT Nd * Na ln( ) 2 q ni
影响因素：1.与 n 区和 p 区中净摻杂浓度有关（Nd,Na）有关，摻杂浓度越大，V0 越大 即太阳电池的开路电压 Voc 越大。 2.与半导体材料种类有关，不同半导体有不同的本征载流子浓度（ni） ，在 同样摻杂浓度下，其 Vo 不同即 Voc 不同。 3.温度 T 有关 温度愈高 ni 愈大，Vo 愈小，所以随环境温度增高，太阳电 池 Voc 成指数下降。 4.了解 PN 结正向电压—电流特性；多子与少子；非平衡少数载流子注入；正向电流（电池 的暗电流）及方向。 答： 特性： 势垒区中的电场减小， 由V o 变为 （V o-V） ； 势垒高度减小， 由 eV0 变为 e （V o-V） ； 势垒区宽度 w 减小。 出现非平衡载流子注入：载流子扩散电流大于漂移电流。n 区中电子不断扩散到 p 区， p 区中空穴不断扩散到 n 区，这种注入载流子的，为非平衡少子。 正向电流：对 PN 结施加正向偏压 V 后，扩散电流大于漂移电流，导致非平衡少子注入 而产生的电流。方向由 p 指向 n。 5.PN 结反向电压—电流特性；反向饱和电流及方向；PN 结的电压—电流特性。 答：特性：势垒区中的电场减小， 由 Vo 变为（Vo+V） ；势垒高度减小， 由 ev0 变为 e（Vo+V） ；
太阳能电池材料期末复习题
1.半导体太阳能光伏电池工作原理的四个基本过程。 答：第一，必须有光照射，可以是单色光，太阳光和模拟光源。 第二，光子源注入到半导体内后，产生电子-空穴对，且电子-空穴对具有足够的寿命。 第三，利用 PN 结，将电子-空穴对分离，分别集中于两端。 第四，被分离的电子和空穴，经由电极收集，运输到电池体外，形成电流。 2.空间电荷区，内建电场及方向；漂移电流和扩散电流及其方向。 答：空间电荷区：扩散结果：n 区出现正电荷区，p 区出现负电荷区，则交界面的两侧的正， 负电荷区，总称为空间电荷区。 内建电场：由于空间电荷区正负电荷相互吸引，形成一个称为势垒电场的内建电场，带 正电荷的 n 区指向带负电荷的 p 区。 扩散电流：当两种不同型号半导体连接起来，在交界处产生载流子扩散。由 n 型半导体 与 p 型半导体交界处两侧不同型号载流子 （多数载流子） 浓度差引起的载流子扩散产生的电 流。扩散电流=电子扩散电流+空穴扩散电流。方向 p 指向 n。 漂移电流： 内建电场的形成对多数载流子扩散运动起阻挡运动的作用。 载流子在内建电 场中的运动叫做漂移电流。漂移运动产生的电流叫做漂移电流。漂移电流=空穴漂移电流+ 电子漂移电流。方向与扩散电流方向相反。 3.PN 结两端接触电势及其表达方式；接触电势与电池的开路电压有关，说明影响太阳电池 开路电压的因素。 答：接触电势是 PN 结空间电荷区两端的电势差 V o。 表达式： v0