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硅太阳能电池是什么?硅太阳能电池的分类介绍
。最早的硅太阳能电池是由于人们对将硅用于点接触整流器产生兴趣而出现的凯时kb88娱乐登录凯时kb88娱乐登录凯时kb88娱乐登录。锋利的金属接触对各种晶体的整流特性早在1874年就被发现凯时kb88娱乐登录。
在无线电技术的早期,这种晶体整流器在无线电接收设备中被广泛地用作检波器凯时kb88娱乐登录。但是随着热离子管的发展凯时kb88娱乐登录,这种晶体整流器除在超高频领域仍被使用外,已经被热离子管所代替。这种整流器最典型的例子是钨在硅表面的点接触凯时kb88娱乐登录。这项技术促进了对硅纯度的改良凯时kb88娱乐登录,并且使得人们希望更进一步了解硅的性质凯时kb88娱乐登录凯时kb88娱乐登录。
硅太阳能电池和其他大多数硅电子器件相比,有其特殊的设计和材料要求。为了获得高能量转换效率凯时kb88娱乐登录,硅太阳能电池不仅需要几乎理想的硅表面钝化凯时kb88娱乐登录,而且体材料特性也必须具有均匀的高品质凯时kb88娱乐登录。这是因为一些波长的光必须在硅中传播几百微米才能被吸收,其产生的载流子还必须仍然能够被电池收集。
硅太阳能电池是以硅为基体材料的太阳能电池凯时kb88娱乐登录。按硅片厚度的不同凯时kb88娱乐登录凯时kb88娱乐登录,可分为晶体硅太阳能电池和薄膜硅太阳能电池。按材料的结晶形态凯时kb88娱乐登录,晶体硅太阳能电池有单晶硅(c-Si)和多晶硅(p-Si)太阳能电池两类;薄膜硅太阳能电池分为非晶硅(a-Si)薄膜太阳能电池、微晶硅(c-Si)太阳能电池和多晶硅(p-Si)薄膜太阳能电池三种凯时kb88娱乐登录凯时kb88娱乐登录。
单晶硅太阳能电池转换效率最高凯时kb88娱乐登录,技术也最为成熟。在实验室里最高的转换效率为24.7%(理论最高光电转化效率为25%),规模生产时的效率为18%(截至2011年)。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位,但由于单晶硅成本价格高凯时kb88娱乐登录,大幅度降低其成本很困难,为了节省硅材料凯时kb88娱乐登录,发展了多品硅薄膜和非晶硅薄膜作为单晶硅太阳能电池的替代产品。
多晶硅太阳能电池一般采用低等级的半导体多晶硅,或者专门为太阳能电池使用而生产的铸造多晶硅等材料凯时kb88娱乐登录。与单晶硅太阳能电池相比,多晶硅太阳能电池成本较低,而且转换效率与单晶硅太阳能电池比较接近凯时kb88娱乐登录凯时kb88娱乐登录凯时kb88娱乐登录,它是太阳能电池的主要产品之一凯时kb88娱乐登录。多晶硅太阳能电池硅片制造成本低,组件效率高凯时kb88娱乐登录,规模生产时的效率已达18%左右。多晶硅太阳能电池占据主流凯时kb88娱乐登录,除取决于此类电池的优异性能外,还在于其充足凯时kb88娱乐登录、廉价、无毒凯时kb88娱乐登录凯时kb88娱乐登录、无污染的硅原料来源,而近年来多晶硅成本的降低更将使多晶硅太阳能电池大行其道。
非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻凯时kb88娱乐登录,便于大规模生产凯时kb88娱乐登录,有极大的潜力。非晶态硅,其原子结构不像晶体硅那样排列得有规则,而是一种不定形晶体结构的半导体凯时kb88娱乐登录。非晶硅属于直接带系材料,对阳光吸收系数高凯时kb88娱乐登录,只需要1μm厚的薄膜就可以吸收80%的阳光凯时kb88娱乐登录。非晶硅薄膜太阳能电池于1976年问世,南于硅原料不足和价格上涨,促进了高效使用硅的技术和非晶硅薄膜系太阳能电池的开发。非晶硅薄膜电池低廉的成本弥补了其在光电转换效率上的不足凯时kb88娱乐登录。但是南于非晶硅缺陷较多凯时kb88娱乐登录凯时kb88娱乐登录,制备的太阳能电池效率偏低凯时kb88娱乐登录,且受制于其材料引发的光电效率衰退效应凯时kb88娱乐登录,稳定性不高凯时kb88娱乐登录,直接影响了它的实际应用凯时kb88娱乐登录。
微晶硅(μc-Si)薄膜太阳能电池同样由于光电效率衰退效应致使其性能不稳定。发展受到一定的限制凯时kb88娱乐登录凯时kb88娱乐登录。
多晶硅薄膜太阳能电池是近年来太阳能电池研究的热点凯时kb88娱乐登录。虽然多晶硅属于间接带隙材料凯时kb88娱乐登录,不是理想的薄膜太阳能电池材料凯时kb88娱乐登录,但是随着陷光技术凯时kb88娱乐登录、钝化技术以及载流子束缚技术的不断发展,人们完全有可能制备出高效凯时kb88娱乐登录、廉价的多晶硅薄膜太阳能电池。
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