太阳能电池片技术发展的现状和趋势
太阳能电池的发展趋势与前景分析

太阳能电池的发展趋势与前景分析随着全球对能源环保的需求不断增大和太阳能电池技术的不断进步,太阳能电池已成为绿色、清洁、可再生的能源之一。
它具有无污染、可持续、安全、可靠等优点,所以被广泛应用于户用电器、市政设施、通讯等领域。
为了更好地了解太阳能电池的发展趋势与前景,本文将从产业链、技术趋势和市场规模等方面进行分析。
产业链分析太阳能电池产业链主要包括太阳能硅片、太阳能电池组件、太阳能发电系统和应用产品四大部分。
太阳能硅片是太阳能电池的核心材料。
它的发展对整个行业有着至关重要的作用。
当前太阳能硅片的主流技术包括单晶硅和多晶硅。
其中,单晶硅的效率较高,但成本也较高;相比而言,多晶硅的效率略低,但成本较为低廉。
为了提高太阳能硅片的效率,现在很多厂家都在探索发展全世界性的薄膜太阳能电池。
太阳能电池组件主要由太阳能电池片、封装材料、支架和电缆等部分组成。
太阳能电池的类型主要包括多晶硅电池、单晶硅电池、非晶硅太阳能电池和半导体薄膜太阳能电池等。
其中,多晶硅太阳能电池占有一定市场份额。
太阳能发电系统主要包括普通型和跟踪型两种。
普通型太阳能发电系统适用于家用、企业等小规模发电。
跟踪型太阳能发电系统适用于中大型规模发电。
应用产品主要指太阳能灯、太阳能充电器、太阳能水泵、太阳能车等,应用领域也十分广泛。
技术趋势分析太阳能电池是由太阳能转化为电能的装置。
它的产生取决于太阳辐射能的能量量和电池片的效率。
目前,太阳能电池技术主要分为单晶硅、多晶硅、非晶硅、柔性薄膜和新型材料等几个方向。
在太阳能电池技术的发展方向上,主要有以下趋势:1、提高效率:此为太阳能电池目前的共同方向。
单晶硅太阳能电池效率最高,多晶硅太阳能电池次之,非晶硅太阳能电池效率较低。
厂家通过不断改良材料配方、优化制造工艺,以及创新电子联系布局等手段提高电池效率。
2、减少制造成本:降低制造成本是太阳能电池商的普遍目标,实现这个目标需要大规模生产和高效制造工艺,降低原材料成本,提高产品质量和效率。
我国太阳能行业现状及发展趋势

我国太阳能行业现状及发展趋势太阳能作为一种清洁、可再生的能源,被广泛认可并受到政府的大力扶持和鼓励。
随着技术的不断进步,我国太阳能行业发展迅速,取得了显著的成果,下面将从现状和发展趋势两方面进行分析。
一、太阳能行业现状1.装机规模大幅增长:我国太阳能装机规模连续多年保持全球领先地位。
据统计,截至2024年年底,我国太阳能累计装机容量已超过了220GW,占全球总装机容量的四分之一,位居世界第一2.发展水平明显提高:我国在太阳能技术研发、制造工艺和应用方面具有较高的技术水平。
我国太阳能光伏发电技术已经能够实现大规模商业应用,光伏发电市场竞争力显著增强。
3.支持政策的持续推进:我国政府出台了一系列鼓励太阳能发展的政策,例如国家发展和委员会发布的《关于鼓励健康有序发展光伏产业的通知》,提出了太阳能发电的目标和政策措施,为行业的快速发展提供了有力的政策支持。
二、太阳能行业发展趋势1.技术升级和成本下降:随着技术的不断进步和产业链的完善,太阳能光伏发电的效率不断提高,成本不断下降。
太阳能电池片效率提高使得光伏发电成本逐渐接近传统能源发电成本,太阳能光伏发电将逐渐成为一种主流的能源供应方式。
2.分布式发电模式显著增加:分布式光伏发电模式成为未来太阳能发电的发展趋势。
随着消费者对绿色能源的需求增加,分布式光伏发电将有更大的市场空间。
政府也在积极推动分布式发电,出台相关政策支持。
3.多能互补模式的发展:我国一直在推动太阳能与其他能源的互补发展,特别是太阳能与风能、水能、储能等的结合。
这样的多能互补模式能够提高能源利用效率,降低能源的波动性,增加能源供应的稳定性。
4.产业链不断完善:太阳能行业产业链条不断完善,涵盖了太阳能材料、太阳能电池片、太阳能组件、太阳能逆变器、太阳能发电系统等各个环节。
我国的太阳能产业链较为完整,能够满足国内外市场需求。
总的来说,我国太阳能行业取得了长足的发展,太阳能装机规模大幅增长,发展水平明显提高,并得到政策的积极推进。
太阳能电池技术的发展及未来趋势

太阳能电池技术的发展及未来趋势随着全球对温室气体和碳排放的关注加剧,太阳能电池技术成为了未来的趋势之一。
太阳能电池的发展已经历经数十年,无论是从材料、效率还是成本方面,都有了显著的进步。
本文将探讨太阳能电池技术的发展历程以及未来趋势。
1. 太阳能电池技术的发展历程太阳能电池是最直接转换太阳光能为电能的一种光伏发电方式。
太阳能电池的发展始于20世纪50年代,当时最先研制出的是硅太阳能电池。
但由于成本高昂,应用场景有限,难以实现商业化应用。
在接下来的几十年间,人们逐渐发现硅太阳能电池的效率提高了很多,从20世纪70年代开始,多晶硅太阳能电池逐渐被广泛应用。
随着二十一世纪的到来,太阳能电池技术的发展进入了快车道。
新型材料的出现和生产规模的扩大改变了太阳能电池的成本结构,加上政府对可再生能源的扶持和鼓励,太阳能电池成为了业内炙手可热的存在。
2. 太阳能电池技术的现状目前太阳能电池的主要材料为硅、铜铟镓硒、钙钛矿等。
其中,硅太阳能电池是应用最广泛的光伏电池。
硅太阳能电池的成本已经大大降低,效率也有了显著提高。
目前,单晶硅太阳能电池的效率最高可以达到22%以上,而多晶硅太阳能电池的效率也超过了20%。
铜铟镓硒太阳能电池是一种薄膜太阳能电池,在效率和成本方面均具有优势。
铜铟镓硒太阳能电池的转换效率通常在15%至20%之间,同时还可以制造成透明的、柔性的太阳能电池。
这种材料的发展前景非常广阔。
钙钛矿太阳能电池近年来迅速发展,效率也实现了大幅提升。
钙钛矿太阳能电池的转换效率目前已经超过了25%,而且还可以制造成透明的、柔性的太阳能电池,未来的发展前景十分看好。
3. 太阳能电池技术的未来趋势太阳能电池技术的未来趋势主要体现在以下几个方面。
首先,技术效率的不断提升将成为太阳能电池的重要发展方向,特别是在光吸收能力方面的提升。
同时,太阳能电池的成本也将不断下降,未来太阳能电池将会越来越便宜。
其次,太阳能电池的制造材料将会越来越多样化,如碳化硅太阳能电池、有机太阳能电池等。
太阳能电池技术的新进展和未来发展趋势

太阳能电池技术的新进展和未来发展趋势太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的设备,被广泛应用于领域如太阳能发电、户外装备以及移动设备等。
近年来,太阳能电池技术取得了显著的进展,不断推动了清洁能源的发展。
本文将探讨太阳能电池技术的新进展以及未来的发展趋势。
首先,太阳能电池技术的新进展之一是多晶硅电池和单晶硅电池的技术改进。
多晶硅电池是目前最常用的太阳能电池类型,其成本相对较低,但效率相对较低。
通过引入新的工艺和材料,研究人员成功地提高了多晶硅电池的效率。
而单晶硅电池则以其更高的效率和较低的光衰减而备受瞩目。
近年来,单晶硅电池的制造成本也在逐渐降低,使其更具竞争力。
其次,新兴的太阳能电池技术也在不断涌现。
其中一种重要的技术是钙钛矿太阳能电池。
钙钛矿太阳能电池具有高效率、低成本、可调制颜色和柔性等优点,被认为是下一代太阳能电池的候选。
目前,钙钛矿太阳能电池的效率已经超过了多晶硅电池,但其稳定性和寿命仍需要进一步提高。
研究人员正在不断改进材料和工艺,以解决这些问题。
另一个新兴技术是有机太阳能电池。
有机太阳能电池采用有机半导体材料,具有较低的成本、柔性和颜色可调性等特点。
然而,目前有机太阳能电池的效率还相对较低,且稳定性较差。
研究人员正在致力于提高有机太阳能电池的效率和稳定性,同时降低其制造成本,以便实现大规模商业化应用。
除了技术改进,太阳能电池的未来发展趋势还体现在材料研究和工艺创新方面。
随着对可持续发展的需求增加,研究人员正在寻找更环保和可再生的材料用于太阳能电池的制造。
例如,钙钛矿材料是一种丰富、廉价的材料,具有很高的光吸收系数,因此备受关注。
此外,新型材料如钙钛矿材料的研究也为太阳能电池提供了更多的选择。
与此同时,工艺创新也在推动太阳能电池技术的发展。
通过引入新的制造工艺和设备,生产商能够降低成本、提高效率,并实现太阳能电池的大规模生产。
例如,近几年来,有机太阳能电池中的印刷技术和喷墨打印技术等新的制造工艺得到了广泛应用,大大降低了制造成本。
太阳能电池技术发展现状及未来趋势

太阳能电池技术发展现状及未来趋势太阳能电池是一种利用太阳能转化为电能的设备,是可再生能源领域的关键技术之一。
随着人们对清洁能源需求的不断增加,太阳能电池技术也得到了长足的发展。
本文将对太阳能电池技术的现状及未来趋势进行探讨。
当前,太阳能电池技术已经取得了许多重大突破,使之成为可靠的替代传统能源的选择。
目前市场上主流的太阳能电池技术包括单晶硅、多晶硅、薄膜太阳能电池等。
单晶硅太阳能电池以其高转换效率和长寿命在市场上占据一定比例,但其制造成本较高。
多晶硅太阳能电池具有较低的制造成本和较高的效率,是目前应用最广泛的太阳能电池技术之一。
薄膜太阳能电池则具有柔性、轻便的特点,但其转换效率相对较低。
在技术发展方面,太阳能电池技术正在朝着提高转换效率、降低成本、增强可持续性和适应多种应用等方向发展。
研究人员正在不断探索新材料和新结构,以提高太阳能电池的效率。
例如,针对传统硅基电池的限制,研发人员开始探索钙钛矿太阳能电池。
钙钛矿太阳能电池具有较高的转换效率和较低的制造成本,被视为未来重要的技术突破。
此外,有机太阳能电池也被广泛研究,具有制备工艺简单和低成本的优势,但其稳定性和效率仍然需要进一步提升。
另外,太阳能电池的成本也一直是制约其广泛应用的主要因素之一。
随着技术进步和规模效应的不断发挥,太阳能设备的制造成本得到了明显下降。
同时,一些新型太阳能电池材料的研发也有望降低成本。
例如,钙钛矿太阳能电池的低制造成本和高效率使其成为替代传统太阳能电池的有力竞争者。
随着钙钛矿技术的进一步成熟,太阳能电池的价格将显著下降,进一步推动其市场应用。
除了提高效率和降低成本,太阳能电池技术还将朝着提高可持续性和适应多种应用的方向发展。
在可持续性方面,研究人员正在探索使用环境友好和可再生的材料制造太阳能电池,以减少对环境的影响。
同时,太阳能电池与能源储存技术的结合也是发展的重要方向之一。
通过储能技术,太阳能可以在光照不足或夜间继续供应电力,使太阳能电池系统更加可靠、灵活。
光伏发电技术的发展现状与未来趋势分析

光伏发电技术的发展现状与未来趋势分析近年来,随着环保意识的增强和新能源产业的兴起,光伏发电技术得到了广泛关注和应用。
本文将对光伏发电技术的发展现状和未来趋势进行分析。
一、光伏发电技术的发展现状1. 技术进步和成本降低光伏发电技术依赖于太阳能的转化,主要采用光伏电池板来吸收太阳能并将其转化为电能。
近年来,光伏电池板的效率不断提高,同时生产成本也逐渐降低,使得光伏发电技术逐渐走向商业化和普及化。
2. 国家政策的支持许多国家都意识到新能源的重要性,大力支持光伏发电技术的发展。
例如,中国实施了多项扶持政策,包括光伏补贴和并网电价补贴等,促使光伏发电技术得到了迅速推广和应用。
3. 光伏发电规模的不断扩大全球范围内,光伏发电规模正在不断扩大。
越来越多的大型光伏电站和分布式光伏项目被建设和投入使用,为能源结构转型提供了重要支持。
同时,一些企业也开始将光伏发电技术应用于建筑物外墙和屋顶等,发挥了多重功能。
二、光伏发电技术的未来趋势1. 技术进一步提升随着科技的发展,人们对光伏发电技术的要求也日益增加。
未来,我们可以预见光伏电池板的转换效率将进一步提升,同时成本也会进一步降低。
新型材料和结构的应用将进一步推动光伏发电技术的发展。
2. 智能化和集成化未来光伏发电系统将越来越智能化和集成化。
通过智能控制和监测技术,光伏电站的运行效率将得到进一步提高。
同时,与储能技术和电网的无缝连接将实现,实现供需的灵活匹配。
3. 多元化应用光伏发电技术将在更多领域发挥作用。
除了传统的大型光伏电站和分布式光伏项目外,它还可以应用于交通工具、移动设备和家庭等。
未来,随着光伏技术的不断创新,我们有理由相信光伏发电将成为各个行业的重要能源来源。
4. 地区发展差异化由于地理、气候和资源等的差异,不同地区在光伏发电技术的应用和发展上也存在差异。
一些地区具备更好的太阳能资源和政策支持,将迅速崛起成为光伏发电的重要基地,而其他地区则可能相对滞后。
总体而言,光伏发电技术在近年来取得了长足的发展,未来也有着广阔的应用前景和发展潜力。
太阳能电池技术的发展现状与未来

太阳能电池技术的发展现状与未来随着气候变化问题的日益突出,清洁能源的需求变得越来越迫切。
而太阳能电池技术作为一种绿色、可再生的能源解决方案,受到了越来越多人的关注。
本文将探讨太阳能电池技术的发展现状以及未来的发展趋势。
一、太阳能电池技术的发展现状太阳能电池技术已经有几十年的历史,经过多年的发展,已经取得了可喜的进展。
目前,主流的太阳能电池技术主要包括多晶硅太阳能电池、单晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池。
多晶硅太阳能电池是市场上应用最为广泛的一种技术,其制作工艺相对简单,成本较低。
但是,多晶硅太阳能电池在效率上仍然有一定的提升空间,其效率一般在15%到20%之间。
相比之下,单晶硅太阳能电池的效率要高一些,甚至可以达到20%以上。
单晶硅太阳能电池在能量转化效率和稳定性方面的表现更好,但其制造过程相对复杂,造成了较高的成本。
薄膜太阳能电池则是近年来崛起的一种新技术,不同于传统的硅基太阳能电池,它采用了柔性材料作为基底,可以实现轻薄柔性化的电池制作。
尽管薄膜太阳能电池的效率较低,但其开发潜力巨大,可以应用于各类可穿戴设备、移动通信和智能建筑等领域。
二、太阳能电池技术的未来发展方向在太阳能电池技术的未来发展中,人们将继续努力提高电池的能量转化效率、降低成本以及改进电池的稳定性和可靠性。
首先,提高能量转化效率是目前太阳能电池技术亟待解决的问题。
科学家们正在研究新材料、优化制造工艺,以提高电池的效率。
例如,利用纳米技术可以增加太阳能电池的吸收能力,提高光的利用率。
此外,研发更高效的光伏材料也是未来发展的重要方向之一。
其次,降低成本是推广太阳能电池技术的关键所在。
随着技术的进步和规模的扩大,太阳能电池的制造成本逐渐下降。
然而,成本仍然是限制太阳能电池技术大规模应用的瓶颈。
因此,继续改进制造工艺、降低材料成本以及提高电池的寿命,都将有助于降低太阳能电池的成本。
最后,改善太阳能电池的稳定性和可靠性也是未来发展的方向之一。
太阳能电池的发展现状与未来趋势

太阳能电池的发展现状与未来趋势太阳能电池,作为可再生能源的重要组成部分,已经成为当今社会可持续发展的关键技术之一。
本文将从技术发展、市场应用和未来趋势三个方面对太阳能电池的发展现状进行探讨。
第一部分:技术发展太阳能电池的技术发展经历了几十年的积累和演进。
最早的太阳能电池是由硅材料制成的,称为单晶硅太阳能电池。
然而,由于制造难度高、成本高昂,以及工作效率低等问题,单晶硅太阳能电池一直受限于规模化应用。
随着科技的进步,多晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池等新型材料逐渐崭露头角。
多晶硅太阳能电池制造工艺相对简单,成本较低,同时工作效率也有所提高。
而薄膜太阳能电池则具有柔性、轻薄、透明等优势,具备更广阔的应用场景。
此外,还有一些新型太阳能电池技术不断涌现。
例如有机太阳能电池可以实现颜色和形状的灵活设计,有望嵌入到建筑物、电子产品等各种载体中。
钙钛矿太阳能电池具有高效、低成本的特点,近年来取得了显著的突破。
第二部分:市场应用随着太阳能电池技术的成熟和价格的下降,太阳能产业得到了迅猛发展。
目前,太阳能电池广泛应用于家庭光伏发电、商业光伏发电和大规模电站等领域。
在家庭光伏发电方面,越来越多的家庭开始安装太阳能电池板,利用太阳能自行发电。
这不仅可以降低对传统能源的依赖,减少碳排放,还可以通过售电上网实现经济效益。
商业光伏发电则主要指的是工业和商业领域的太阳能发电项目。
由于工厂、商场等场所的用电量较大,太阳能发电可以有效降低用电成本,同时满足绿色能源需求。
此外,大规模太阳能电站也在全球范围内广泛建设。
这些电站通常由数百甚至上千个太阳能电池组成,能够为城市或地区提供大量的清洁能源。
第三部分:未来趋势太阳能电池在未来的发展前景令人充满期待。
随着科技和工艺的不断进步,太阳能电池的效率将进一步提高,成本将进一步降低。
科学家们正在开展各种研究,尝试开发出更高效、更稳定的材料,并不断优化制造工艺。
另外,太阳能电池与储能技术的结合也是未来的一个趋势。
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太阳能电池片生产技术的发展和趋势LED光伏电子项目部2009/2/221太阳能电池片的生产工艺1.1太阳能电池的工作原理典型的太阳电池本质上是一个大面积半导体二极管,它利用光伏效应原理把太阳辐射能转换成电能。
当太阳光照射到太阳电池上并被吸收时,其中能量大于禁带宽度Eg的光子能把价带中电子激发到导带上去,形成自由电子,价带中留下带正电的自由空穴,即电子-空穴对,通常称它们为光生载流子。
自由电子和空穴在不停的运动中扩散到pn结的空间电荷区,被该区的内建电场分离电子被扫到电池的n型一侧,空穴被扫到电池的p型一侧,从而在电池上下两面(两极)分别形成了正负电荷积累,产生“光生电压”,即“光伏效应”(photovoltaic effect)若在电池两侧引出电极并接上负载,负载中就有“光生电流”通过,得到可利用的电能,这就是太阳电池的工作原理,如图1所示。
图1太阳电池的工作原理光伏效应是1839年法国Becqueral第一次在化学电池中观察到的。
1876年在固态硒(Se)的系统中也观察到了光伏效应,随后开发出Se/CuO光电池。
硅光电池的报道出现于1941年1954年,贝尔实验室Chapin等人开发出效率为6%的单晶硅光电池,为太阳能光伏发电奠定了技术基础,成为现代太阳电池时代的划时代标志。
作为能源,硅太阳电池于1958年首先在航天器上得到应用。
在随后10。
多年里,硅太阳电池在空间应用中不断扩大,工艺不断改进,电池设计逐步定型。
70年代初,许多新技术引入电池制造工艺,转换效率有了很大提高。
与此同时,硅太阳电池开始引入地面应用,70年代末,地面太阳电池产量已经超过了空间电池产量,促使成本不断降低。
80年代初,硅太阳电池发展进入快速发展时期,技术进步和研究开发使太阳电池效率进一步提高,商业化生产成本持续降低,应用不断扩大。
在太阳电池的整个发展历程中,先后开发出各种不同结构的电池,如肖特基(MS)电池、MIS电池、MINP电池、异质结电池等,其中同质p2n结电池自始至终占着主导地位,其他结构电池对太阳电池的发展也产生了重要影响。
在材料方面,有晶硅电池、非晶硅薄膜电池、铜铟硒(CIS)薄膜电池、碲化镉(CdTe)薄膜电池、砷化镓薄膜电池等,由于薄膜电池被认为是未来大幅度降低成本的根本出路,因此成为太阳电池研发的重点方向和主流,在技术上得到快速发展,并逐步向商业化生产过渡,多晶硅薄膜电池和Gratzel电池在90年代中后期开始成为薄膜电池的研发热点,技术发展比较迅速。
1.2太阳能电池的生产工艺太阳能电池的生产流程大致可分为五个步骤:a、硅料的提纯b、硅锭的制造c、硅锭的切片d、电池的制作e、电池的封装。
下图为太阳能电池的生产工艺流程图:2晶硅电池的技术发展2.1地面应用推动各种新型电池的出现和发展单晶硅电池在70年代初引入地面应用,在石油危机和降低成本的推动下,太阳电池开始了一个蓬勃发展时期,这个时期不但出现了许多新型电池,而且引入了许多新技术。
例如:(1)背表面场(BSF)电池———在电池背面接触区引入同型重掺杂区,使电池的开路电压、短路电流和填充因子得到改进,提高了电池效率。
(2)紫光电池———这种电池最早是为通讯卫星开发的,因其浅结、密栅、减反射而获得高效率。
(3)表面织构化电池———也称绒面电池,最早也是为通信卫星开发的,电池效率η≥18%。
这种技术后来被高效电池和工业化电池普遍采用。
(4)异质结太阳电池———即不同半导体材料形成的太阳电池,如SnO2/Si,In203/Si,ITO(In203+SnO2)/Si电池等。
由于SnO2、In203、ITO等带隙宽、透光性好、制作工艺简单,曾引起许多研究者的兴趣,目前这类电池因其效率不高等问题研究得不多,但SnO2、In203、ITO是许多薄膜电池的重要构成部分,用作收集电流和窗口材料。
(5)MIS电池———是肖特基(MS)电池的改型,即:在金属(M)和半导体(S)之间加入15—30A绝缘层,使MS电池由多数载流子支配暗电流变成少数载流子隧穿支配暗电流,其中I 层起到减少表面复合的用,这种电池的优点是工艺简单,但反型层的薄层电阻太高。
硅片清洗烘干P-N 结沉积防反射层印刷电极划片串、并联焊接层压装配件产品出厂(6)MINP电池———可以把这种电池看作是MIS电池和p2n结的结合,其中氧化层对表面和晶界复合起到抑制作用,这种电池后来过渡到高效电池。
(7)聚光电池———聚光电池的特点一是电池面积小,二是因开路电压在高光强下升高而使电池效率有所提高,因此有降低成本的潜力,美国斯坦福大学的点接触聚光电池是这类电池的典型,聚光比为140时其转换效率达到26.5%。
2.2晶硅太阳电池向高效化方向发展晶硅电池在过去20年里有了很大发展,许多新技术的采用和引入使太阳电池效率有了很大提高。
在硅电池研究中,人们探索了各种各样的电池结构和技术来改进电池性能,如背表面场、浅结、绒面、钝化、Ti/Pd金属化电极和减反射膜等。
高效电池是在这些实验和经验基础上发展起来的。
2.21单晶硅高效电池单晶硅高效电池的典型代表是斯坦福大学的背面点接触电池、新南威尔士大学的钝化发射区电池(PERL)以及德国Fraunhofer太阳能研究所的局域化背场电池等。
我国北京太阳能研究所在90年代也进行了高效电池研究,取得了可喜的结果。
硅电池进展的重要原因之一是表面钝化技术的提高。
此外,倒金字塔技术、双层减反射膜技术以及陷光理论的完善也是高效晶硅电池发展的主要原因。
新南威尔士大学的钝化发射区电池(PERL)的前接触电极有相当大的厚/宽比和很小的接触面积,整个背面铝合金接触用点接触来代替。
用氧化层钝化电池的正、背面,采用表面织构化、双层减反射和背反射技术使电池具有极好的陷光效应。
如图2所示。
这些综合措施使电池效率达到24.7%,接近理论值,是迄今为止的最高记录。
单晶硅效率从6%发展到24.7%,经历了40多年,其进程如图3所示。
图2钝化发射区和背面局域化(PERL)电池图3单晶硅电池效率的发展进程新南威尔士大学开发的激光刻槽埋栅电池如图4所示.该电池用激光在前面刻出20μm宽、40μm深的沟槽,用化学镀在槽内植入金属电极.减少了栅线的遮光面积。
电池效率达到19.6%。
图4激光刻槽埋栅太阳电池日本Sanyo公司的HIT电池是近年来光伏电池开发上的一个创新,该电池的结构如图5所示,采用PECVD工艺在n型单晶硅片的上下面沉积非晶硅层构成异质结电池。
该电池集中了非晶硅和单晶硅电池的优点,在大面积上获得了接近21%的高效率。
最值得注意的是,这种电池近年来商业化生产速度发展很快,仅仅两三年时间,产品已占整个光伏市场的5%。
图5HIT电池结构我国北京市太阳能研究所从90年代起进行高效电池研究开发。
采用倒金字塔表面织构化、发射区钝化、背场等技术,使电池效率达到了19.8%,刻槽埋栅电池效率达到了18.6%。
2.2.2多晶硅高效电池由于多晶硅材料制造成本低于单晶硅CZ材料,同时能直接制备出适于规模化生产的大尺寸方型硅锭,设备简单,制造过程简单、省电、节约硅材料,因此比单晶硅电池具有更大降低成本的潜力。
多晶硅电池受晶界影响效率一般比单晶硅低,提高效率的研究工作受到普遍重视近10年来提高多晶硅电池效率的研究工作取得了很大成绩,其中比较有代表性的工作是乔治亚工大,新南威尔士大学和日本京瓷(Kysera)等。
乔治亚(Geogia)工大光伏中心采用磷吸杂和双层减反射膜技术,使电池的效率达到18.6%。
新南威尔士大学光伏中心采用类似PERL电池技术,使电池的效率达到19.8%,成为多晶硅电池的世界最高记录。
日本Kysera公司采用了PECVD2SiN技术,起到钝化和减反射双重作用,加上表面织构化和背场技术,使15×15cm2大面积多晶硅电池效率达17.1%,此种电池技术已经实现了工业化生产,商业化电池效率在14%以上。
我国在多晶硅电池方面作了大量研究工作,其中北京市太阳能研究所的多晶硅电池效率达到14.15%。
云南半导体器件厂与云南师范大学合作,多晶硅电池效率达到14%。
2.3晶硅太阳电池向薄片化方向发展(1)硅片减薄硅片是晶硅电池成本构成中的主要部分。
制造成本高和切片损耗大是硅片成本高的主要原因。
早期的硅片通常是用内圆锯切割,厚度约350--400μm,切片损耗约50%左右。
线锯发明后,不但硅片考验大大减薄,而且切片损耗大大降低。
目前硅片的一般厚度为280—320μm,未来可以薄到150—180μm,从而大大降低成本。
(2)带硅技术为了减少切片损失,在过去几十年里开发过多种生长带硅或片状硅技术。
其中几种比较成熟的带硅技术有:1)限边喂膜(EFG)带硅技术。
采用石墨模具从熔硅中拉出正八面硅筒,总管径约30cm,管壁(硅片)厚度约200—400μm,管长约5m。
采用激光将硅管切成边长10—15cm方形硅片,电池效率可达13%—15%。
该技术于90年代初实现了商业化生产,目前属于RWE(ASE)公司所有。
2)枝蔓蹼状带硅技术.在表面张力的作用下,插在熔硅中的两条枝蔓晶的中间会同时长出一层如蹼状的薄片,所以称为蹼状晶切去两边的枝晶,用中间的片状晶制作太阳电池。
蹼状晶为各种硅带中质量最好的,但其生长速度相对来说较慢。
3)Astropower的多晶带硅制造技术.该技术基于液相外延工艺,衬底为可以重复使用的廉价陶瓷.实验室太阳电池效率达到15.16%,该技术实现了小规模的商业化生产。
我国北京有色金属研究院于20世纪80年代中期开展了碳网拉制带硅研究,西北工业大学进行了滴硅旋转法形成硅片的探索性研究,并达到了一定的水平。
3薄膜太阳电池3.1硅基薄膜太阳电池3.1.1非晶硅(a2Si)太阳电池非晶硅(a2Si)是硅和氢(约10%)的一种合金。
非晶硅的若干特性使它成为一种非常吸引人的薄膜太阳电池材料:(1)硅是一种资源丰富和环境安全的材料;(2)非晶硅对阳光的吸收系数高,太阳电池活性层只需要1μm厚,大大降低材料的需求量;(3)沉积温度低,可以直接沉积在廉价低成本衬底上,如玻璃、不锈钢和塑料膜上等便于工业化大面积制造,有大幅度降低成本的潜力。
1976年,美国RCA实验室的Carlson和Wronski首次报道了非晶硅薄膜太阳电池,引起普遍关注,全世界开始了非晶硅电池的研制热潮。
与晶硅电池不同,典型非晶硅电池为p2i2n结构,非晶硅电池的p层和n层非常薄,只有几百ù,为了有效收集非平衡载流子,必须建立完整内电场和减少p、n界面复合,因此在p和n之间加一i层(本征层)。
早期非晶硅电池的严重不稳定性限制了它作为室外大功率能源应用。
虽然由于材料科学和非晶硅组件制造技术的发展促进非晶硅电池效率和稳定性不断提高,但到90年代初,这种电池的商业化组件稳定效率现场测试仅为4%,对于大功率应用来说仍然太低。