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单晶硅、多晶硅及非太阳能电池的区别

来源:原创 编辑:admin 时间:2024-02-20 05:06
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  太阳电池最早问世的是单晶硅太阳电池。硅是地球上极丰富的一种元素,几乎遍地都有硅的存在,可说是取之不尽,用硅来制造太阳电池,原料可谓不缺。但是提炼它却不容易,所以人们在生产单晶硅太阳电池的同时,又研究了多晶硅太阳电池和非晶硅太阳电池,至今商业规模生产的太阳电池,还没有跳出硅的系列。

  其实可供制造太阳电池的半导体材料很多,随着材料工业的发展、太阳电池的品种将越来越多。目前已进行研究和试制的太阳电池,除硅系列外,还有硫化镉、砷化镓、铜铟硒等许多类型的太阳电池,举不胜举,以下介绍几种较常见的硅基太阳电池。

  单晶硅太阳电池是当前开发得最快的一种太阳电池,它的构成和生产工艺已定型,产品已广泛用于宇宙空间和地面设施。这种太阳电池以高纯的单晶硅棒为原料,纯度要求99.9999%。为了降低生产成本,现在地面应用的太阳电池等采用太阳能级的单晶硅棒,材料性能指标有所放宽。有的也可使用半导体器件加工的头尾料和废次单晶硅材料,经过复拉制成太阳电池专用的单晶硅棒。将单晶硅棒切成片,一般片厚约0.3毫米。硅片经过成形、抛磨、清洗等工序,制成待加工的原料硅片。

  加工太阳电池片,首先要在硅片上掺杂和扩散,一般掺杂物为微量的硼、磷、锑等。扩散是在石英管制成的高温扩散炉中进行。这样就在硅片上形成P/N结。然后采用丝网印刷法,将配好的银浆印在硅片上做成栅线,经过烧结,同时制成背电极,并在有栅线的面涂覆减反射源,以防大量的光子被光滑的硅片表面反射掉,至此,单晶硅太阳电池的单体片就制成了。

  单体片经过抽查检验,即可按所需要的规格组装成太阳电池组件(太阳电池板),用串联和并联的方法构成一定的输出电压和电流,最后用框架和封装材料进行封装。用户根据系统设计,可将太阳电池组件组成各种大小不同的太阳电池方阵,亦称太阳电池阵列。目前市场上的单晶硅太阳电池的光电转换平均效率为19%左右,个别公司最近推出的新产品普遍都超出这个值。实验室成果普遍在 20%以上。用于宇宙空间站的还有高达50%以上的太阳能电池板。

  单晶硅太阳电池的生产需要消耗大量的高纯硅材料,而制造这些材料工艺复杂,电耗很大,在太阳电池生产总成本中己超二分之一,加之拉制的单晶硅棒呈圆柱状,切片制作太阳电池也是圆片,组成太阳能组件平面利用率低。因此,80年代以来,欧美一些国家投入了多晶硅太阳电池的研制。

  目前太阳电池使用的多晶硅材料,多半是含有大量单晶颗粒的集合体,或用废次单晶硅料和冶金级硅材料熔化浇铸而成。其工艺过程是选择电阻率为100~300欧姆厘米的多晶块料或单晶硅头尾料,经破碎,用1:5的氢氟酸和硝酸混合液进行适当的腐蚀,然后用去离子水冲洗呈中性,并烘干。用石英坩埚装好多晶硅料,加人适量硼硅,放人浇铸炉,在真空状态中加热熔化。熔化后应保温约20分钟,然后注入石墨铸模中,待慢慢凝固冷却后,即得多晶硅锭。这种硅锭可铸成立方体,以便切片加工成方形太阳电池片,可提高材质利用率和方便组装。

  多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多,其光电转换效率约12%左右,稍低于单晶硅太阳电池,但是材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低,因此得到大量发展。随着技术得提高,目前多晶硅的转换效率也可以达到18%左右。

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  在光伏工业中,通常采用由具有不同折射率的三个SiNx层组成的抗反射涂层,以降低反射率并提高单晶硅PERC(钝化发射极和后部电池)太阳能电池的效率。然而,对于SiNx,不能实现低至约1.40的折射率,这是三层抗反射涂层的第三层的最佳值。因此,在本报告中,第三层被SiOx取代,它具有更合适的1.46的折射率

  硅成本的下降主要依靠电池片成本和价格的下降。2016年以来,随着单多晶市场份额的逆转,电池价格在过去三年里下降了2/3,其驱动力一方面来自单晶硅片成本的快速下降,另一方面来自PERC技术渗透率提升大幅提高了电池转换效率。截至2019年,单晶产品市占率已接近70%,到2020年可能接近90%,轰轰烈烈的单

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  单晶硅者,硅之单晶体也。属半导材料之上品,纯度极高,颇负盛名。因以此,故多用于太阳能电池之领域,实乃光伏发电之砥柱也。史官有诗赞曰:单晶成型质量先,品格优越美名传。且说电能乃经济之根本,社会之基础也,百余年来颇受重视,自二次工业革命始,煤炭、石油、天然气等皆为发电之首选。日居月诸

  越来越快的经济发展要求造成了越来越严峻的能源需求,随着大自然化石能源的进一步枯竭,以及人类对于环境保护意识的觉醒和重视,原本的能源结构已经处在了发展的十字路口,又一次的能源革命正在悄悄的走进我们的生产和生活。以太阳能为代表的符合可持续发展观的新能源进一步成为经济生活中的宠儿,已经

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  今年以来,在市委、市政府的正确领导下,全市上下深入学习贯彻习对江苏工作重要讲话精神,按照省委、省政府工作部署,锚定目标、加压奋进,推动经济运行持续恢复。10月份,全市经济延续稳定恢复势头,工业生产加快、市场消费提速、企业信心改善、经济活力增强,经济运行整体向上向好。一、工

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  开年以来,全省认真学习贯彻党的二十大、二十届二中全会精神和中央经济工作会议精神,坚决贯彻落实党中央、国务院决策部署和省委、省政府工作要求,认真落实全省一季度经济社会发展工作推进电视电话会议精神,坚持稳中求进工作总基调,大力提振市场信心,以“起步就是冲刺、开局就是决战”的精气神狠抓

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  受益于技术升级导致成本大幅下降,从2007年到2019年全球新增装机容量呈现不断上涨的趋势。但突如其来的新冠疫情对的全球经济造成了巨大冲击,光伏行业也不可避免地按下了暂停键。但我们坚定认为,短期影响肯定存在,但不影响光伏产业的长期扩张态势,原因有三:(1)成本降低,特别是组件价格大幅下降刺

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