太阳能硅片有什么作用?
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时间:2024-08-17 14:39:34
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太阳能硅片有什么作用?【专家解说】:将光能转化为电能 简单的说吧。就是由于光子的能量照射到硅和锗构成的半导体PN结中的电子孔穴位置,而电子就会产生迁跃,从而在两端的半导体硅中产生电
【专家解说】:将光能转化为电能 简单的说吧。就是由于光子的能量照射到硅和锗构成的半导体PN结中的电子孔穴位置,而电子就会产生迁跃,从而在两端的半导体硅中产生电压,如果该电压形成回路,则产生电流。
duoJInggul to一yongnengd一oneh- 多晶硅太阳能电池(polyerystaline一silicon solar cen)用多晶硅材料制成的pn结太阳能电 池。多晶硅是由许多细小的单晶顺粒非定向排列而成, 所以它的许多基本特性都和单晶硅相同。主要区别是 多晶硅中的单晶颗粒之间存在着晶界,而晶界往往有 许多非晶态硅原子和杂质原子。紧邻晶界的晶粒中,位 错、缺陷、应力、应变也较多,使得多晶硅中由人射光 激发而产生的光生载流子的寿命比较短,因而多晶硅 太阳能电池中的复合电流大,开路电压、短路电流、填 充因子及效率均没有单晶硅电池高。而一般的光电特 ~10种硅带技术在研究,其中有四种比较成熟,即:① 定边喂膜法(EFG);②跳状枝晶法(DB);③硅筒法 (SB);④电喷法。这四种方法获得的带硅厚约200料m. 沿带硅生长方向看,晶较取向比较一致,而沿带宽方向 看,晶向比较复杂,所以常称这种有纤维状晶体结构的 带硅为半晶硅。用半晶硅片制成的太阳能电池,平均效 率已突破10%,有的已达15%。其中:①定边喂膜法, 是用刻有狭缝的石墨模具浸人硅熔液,靠毛细现象,硅 液沿狭缝上升,用籽晶硅片把硅液沿狭缝冷凝后向上 拉伸,即得到等宽等厚的带硅;②跳状枝晶法,是用两 根细籽晶平行伸入硅熔液,靠表面张力,硅液在籽晶之 间形成一个蹼状弯月面状的硅膜,把籽晶向上提伸.这 种蹼状硅膜同时伸长,形成蹼状带硅;③硅筒法,是用 宽约125 mm、厚约0.2 mm的9片籽晶,围成8边形, 伸人硅熔液,然后向上提拉,即可得到一个8边形的硅 筒,用激光分割后,即可得到厚度均匀、质量较好的硅 片。由于硅筒生长速度快、切片损耗低,用硅筒基片制 成的太阳能电池的效率已达12%~14.5%,因而已具 备产业化的条件;④电喷法,是由多晶硅粉末电喷到耐 高温衬底上,形成宽60cm、长数米、可以绕曲的多晶 硅带。用这种电喷多晶硅带材料制成的光伏组件,典型 的参数为:输出功率尸。、匕90Wp,短路电流I、一5.8 A,开路电压Voc二21.gV,几何尺寸(LxwxH)- 1633 mm派660 mmX35mm。 (5)太阳级硅:一般认为它是一种能够制造出效率 大于10%的太阳能电池用的廉价硅.虽然已经花费了 巨额经费摸索了多种杂质元素对太阳能电池的影响, 但是至今尚无关于太阳级硅的精确定义。目前正在设 法从沸腾床反应炉和从冶金硅直接纯化法制备太阳级 硅。用锌催化从沸腾床反应炉产出的高纯颗粒状多晶 硅,已可用作硅太阳能电池的原料。 性和制作工艺与单晶硅太阳能电池相同. 因为拉制单晶硅需要消耗大量能源以及昂贵的高 纯石英增祸,人们从20世纪60年代起探索以多晶硅 作为制造太阳能电池的材料。其中主要有: (l)薄膜多晶硅:在廉价的衬底(如冶金硅、石墨、 陶瓷以至于金属)上,用化学汽相沉积(VCD)法、等 离子增强的化学汽相沉积(PCDV)法和金属有机物化 学汽相沉积(M〔X二VD)法,生长一层20~50拌m的多 晶薄层,由此做成的多晶硅太阳能电池效率已大于 10肠。 (2)铸锭多晶硅:用石墨增涡把熔融硅定向冷却, 以获得晶界纵向排列、晶粒粗大的多晶硅锭,用多线切 俐机或内圆切割机切成。.2~0.4讯m厚的大面积多 晶硅片。以此制成的多晶硅太阳能电池,效率已达 17%~18写.与拉制单晶硅相比,这种铸锭硅生产周期 短、产t大(单个铸锭已达240 kg)、价格低。在德国, 这种太阳能电池已经开始取代单晶硅成为第二代实用 ┌—┬—┬—┬——┬—┐ │ │ │ │ │ │ │ │ ├—┼——┼—┤ │ │ │! │盯- │ │ └—┴—┴—┴——┴—┘ 柱形晶粒的多晶硅 太阳能电池 的太阳能电池。图示为 这种多晶硅太阳能电 池的示意图. (3)片状多晶硅: 当液体硅滴到旋转的 平台上,很快可以形成 一片厚约0.1~o·2 mm的多晶硅片。用这种称为滴转法制成的多晶硅太 阳能电池,效率已突破10%. (4)带状多晶硅:直接从硅液中拉出多晶带作为电 池的羞体材料,然后用激光切割成方形太阳能电池基 片.它不擂机械切割,可节省一半硅材料,还可节省为 消除机械切割损伤所必需的清洗、腐蚀试剂和人工。这 种降低成本的途径已引起人们的注意.
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