太阳能电池板及其工作原理
太阳能电板的工作原理

太阳能电板的工作原理
太阳能电板是一种利用太阳的能量来发电的太阳能设备,它的工
作原理是:首先,它收集太阳能,经过光学倍增装置,太阳能可以特
别高效地聚焦到太阳能电池板上,并将太阳的能量转换成电池板材料
内的电子,也就是太阳光电能。
其次,太阳能电池板中的元件,如发
光二极管、玻璃面板、金属极和电子半导体等,会通过太阳光电能反应。
最后,太阳能会被转换成直流电,这就是太阳能电池板发电的原理。
此外,太阳能电池板也可以通过一种机械形式将太阳能发电,即
太阳能发电机。
它是一种由太阳能发射器收集太阳能,然后将太阳能
发射器收集的热能转换成机械能的设备。
当太阳能照射到发射器上时,由于发射器与转子之间有气隙,受到热沉积的作用,得到的热能会使
发射器表面温度上升,这时太阳能便会通过热转换转换成机械能而发电。
发电机发出的电流可以用于冷却、点火、照明、供电等多种目的。
总的来说,太阳能电池板的工作原理是:太阳的能量会被光学倍
增装置有效地聚焦到太阳能电池板上,太阳能电池板中的元件会通过
太阳光电能反应,将太阳的能量转换成电能并发出,太阳能也可以通
过太阳能发电机将热能转换成机械能而发电。
太阳能板工作原理

太阳能板工作原理太阳能板,也被称为光伏板,是利用太阳光的能量转化为可利用的电能的设备。
通过太阳能板,我们可以捕捉到太阳光的能量,并将其转化为电能,为我们的生活提供便利与可再生的能源。
那么,太阳能板是如何工作的呢?太阳能板的主要组成部分是太阳能电池,也就是常见的光伏电池。
光伏电池是一种半导体器件,它由正负两极构成,通常由硅材料制成。
当太阳光照射到光伏电池上时,光子会与材料中的原子相互作用,使得电子跳跃到对应的能级,形成电流。
具体来说,太阳能板的工作原理如下:1. 光吸收:太阳能板表面覆盖着一层光吸收材料,通常是硅。
当太阳光照射到太阳能板上时,光子被吸收,产生能量。
2. 光电效应:光子的能量将使得硅材料中的电子跃迁到导带中,从而产生电子空穴对。
3. 电子流动:在太阳能电池的正负极之间,存在一个电场。
电子空穴对受到电场力的驱动,开始在太阳能电池中流动,形成电流。
4. 输电:电子流经过太阳能电池外部的导线,形成直流电,可以供给电力设备使用。
此外,太阳能电池也可以与电池储存设备连接,将多余的电能储存起来,以备在夜间或阴天使用。
5. 直流转交流:直流电并不适用于所有设备,因此,太阳能电池组通常还配备了逆变器,可以将直流电转化为交流电,以供交流电设备使用。
太阳能板工作原理的核心在于光电效应,它使得太阳能得以转化为可利用的电能。
凭借太阳能板的工作原理,我们可以收集和利用太阳能,实现对环境的可持续发展,减少对传统能源的依赖。
太阳能板在各种应用领域都有广泛的应用,包括家庭、商业和工业领域等。
总结起来,太阳能板的工作原理是通过光吸收、光电效应、电子流动和输电等步骤,将太阳能转化为电能。
它是一种环境友好、可再生的能源解决方案,为可持续发展做出了重要贡献。
我们应该进一步研究和应用太阳能技术,以减少对传统能源的依赖,为未来的能源需求提供可靠的解决方案。
太阳能电池板工作原理及转换效率影响因素解析

太阳能电池板工作原理及转换效率影响因素解析随着环保意识的不断增强和可再生能源的重要性日益凸显,太阳能作为清洁、无污染的能源来源,逐渐成为人们关注的焦点之一。
而太阳能电池板作为太阳能的主要收集器,其工作原理和转换效率的影响因素成为人们关注的重点之一。
一、太阳能电池板的工作原理1. 光伏效应当光线照射到太阳能电池板上时,光子会转化成电子,从而产生电流。
这种现象被称为光伏效应。
太阳能电池板内部的P-N结构能够将光子转化成电子-空穴对,从而产生电流。
2. 光生电荷分离在太阳能电池板的P-N结构中,当光子进入P-N结后,会激发电子跃迁至导带,同时留下空穴。
由于P-N结的内建电场作用,导致电子和空穴分别向P区和N区移动,从而产生电压。
3. 电荷收集经过光生电荷分离后,电子和空穴被迫向两端移动,形成电流,从而产生输出功率。
二、太阳能电池板转换效率影响因素1. 光照强度光照强度是影响太阳能电池板转换效率的关键因素之一。
光照强度越大,太阳能电池板吸收的光子就越多,从而产生更多的电子-空穴对,提高转换效率。
2. 温度温度的变化也会影响太阳能电池板的转换效率。
一般情况下,太阳能电池板的工作温度越低,其转换效率就会越高。
在实际应用中,需要考虑太阳能电池板的散热和降温措施。
3. 表面反射太阳能电池板的表面反射也会影响其转换效率。
在太阳能电池板的生产和安装过程中,需要考虑表面反射的控制,以提高光的吸收率,从而提高转换效率。
4. 材料特性太阳能电池板的材料特性也会影响其转换效率。
目前主要的太阳能电池板材料包括单晶硅、多晶硅、非晶硅等,不同材料的吸收光谱、光伏效率等特性不同,因此也会影响太阳能电池板的转换效率。
5. 光伏电池布局在太阳能电池板的布局中,需要考虑电池板的倾斜角、朝向等因素,以最大限度地吸收光能,提高转换效率。
结语太阳能电池板的工作原理是基于光伏效应、光生电荷分离和电荷收集等原理,并受到光照强度、温度、表面反射、材料特性和光伏电池布局等因素的影响。
太阳能光伏板工作原理

太阳能光伏板工作原理太阳能光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。
不论是独立使用还是并网发电,光伏发电系统主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,它们主要由电子元器件构成,但不涉及机械部件。
一、太阳能光伏发电工作原理太阳能光伏发电是依靠太阳能电池组件,利用半导体材料的电子学特性,当太阳光照射在半导体PN结上,由于P-N结势垒区产生了较强的内建静电场,因而产生在势垒区中的非平衡电子和空穴或产生在势垒区外但扩散进势垒区的非平衡电子和空穴,在内建静电场的作用下,各自向相反方向运动,离开势垒区,结果使P区电势升高,N区电势降低,从而在外电路中产生电压和电流,将光能转化成电能。
二、太阳能光伏发电系统组成1.太阳能电池组件一个太阳能电池只能产生大约0.5V的电压,远低于实际使用所需电压。
为了满足实际应用的需要,要把太阳能电池连接成组件。
太阳能电池组件包含一定数量的太阳能电池,这些太阳能电池通过导线连接。
如一个组件上,太阳能电池的数量是36片,这意味着一个太阳能组件大约能产生17V的电压。
通过导线连接的太阳能电池密封成的物理单元称为太阳能电池组件,具有一定的防腐、防风、防雹、防雨的能力,广泛应用于各个领域和系统。
当应用领域需要较高的电压和电流而单个组件不能满足要求时,可把多个组件组成太阳能电池方阵,以获得所需要的电压和电流。
2.直流/交流逆变器将直流电变换成交流电的设备。
由于太阳能电池发出的是直流电,而一般的负载是交流负载,所以逆变器是不可缺少的。
逆变器按运行方式,可分为独立运行逆变器和并网逆变器。
独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统,为独立负载供电。
并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统将发出的电能馈入电网。
逆变器按输出波形又可分为方波逆变器和正弦波逆变器。
3.配电室设计由于并网发电系统没有蓄电池及太阳能充放电控制器及交直流配电系统,因此,如果条件允许的话可以将并网发电系统逆变器放在并网点的低压配电室内,否则只要单独建一座4~6平方米的低压配电室就可以了。
太阳能电池板发电原理

太阳能电池板发电原理太阳能电池板是一种将太阳能转化为电能的装置。
它是一种光伏发电系统的核心部件,也是利用太阳能发电的最常见方式之一。
那么,太阳能电池板是如何工作的呢?本文将从太阳能的特性、光伏效应和太阳能电池板的构造等方面详细介绍太阳能电池板的发电原理。
一、太阳能的特性太阳是地球上最大的能量来源,它每秒钟向地球放射出约3850万吨的能量,这些能量包括可见光、紫外线、红外线等多种辐射。
其中,可见光是最常见的辐射形式,它占据了太阳辐射能量的约47%。
太阳辐射的能量密度非常高,但是它在地球大气层中的传播会受到很大的限制。
二、光伏效应光伏效应是太阳能电池板发电的基本原理。
光伏效应是指在半导体材料中,当光子与半导体相互作用时,将会产生电荷载流子。
这个过程中,光子被半导体材料吸收,激发了一些电子从价带跃迁到导带,形成了自由电子和空穴。
自由电子和空穴的产生是由于半导体中的原子结构,其中价带中的电子和导带中的空穴之间能量差异的大小决定了光子被吸收后电荷载流子的产生量。
三、太阳能电池板的构造太阳能电池板是由多个太阳能电池组成的。
太阳能电池是一种半导体器件,它由P型半导体和N型半导体组成。
P型半导体和N型半导体之间形成的界面称为PN结。
PN结的形成是通过在P型半导体中掺入少量N型材料或在N型半导体中掺入少量P型材料来实现的。
这种掺杂使得半导体材料中的自由电子和空穴数量增加,从而增加了光伏效应的产生。
太阳能电池板的表面通常是由硅、镓、砷等材料制成的。
这些材料在制造过程中会被掺杂,形成P型和N型半导体。
在太阳能电池板的正面,会有一层透明的导电玻璃覆盖,它可以使光线穿透并照射到太阳能电池板上。
在太阳能电池板的背面,会有一层金属覆盖,它可以将太阳能电池板产生的电能输出。
四、太阳能电池板的工作原理当太阳光照射到太阳能电池板上时,它会被太阳能电池板的表面吸收并产生光伏效应。
这个过程中,光子被半导体材料吸收,激发了一些电子从价带跃迁到导带,形成了自由电子和空穴。
太阳能光伏发电系统的工作原理

太阳能光伏发电系统的工作原理太阳能光伏发电系统是一种利用太阳光转化为电能的可再生能源发电系统。
它由太阳能电池板、逆变器、储能设备和电网组成。
本文将详细介绍太阳能光伏发电系统的工作原理。
一、太阳能电池板的工作原理太阳能电池板是太阳能光伏发电系统的核心组件,它的工作原理基于光电效应。
当太阳光照射在太阳能电池板上时,光束中的能量将被光敏材料吸收。
太阳能电池板上的光敏材料,通常是由硅、硒化镉等半导体材料制成的。
光敏材料吸收光能后,部分电子会被激发出来,形成电流。
这个过程称为光电转化。
二、逆变器的工作原理光伏发电系统产生的电流是直流电(DC),而家庭和工业用电系统使用的是交流电(AC)。
逆变器的作用就是将太阳能电池板输出的直流电转换为交流电,以供电网使用。
逆变器利用电子元件和电路来实现这一转换过程。
逆变器首先将直流电输入,然后经过整流和滤波处理,得到稳定的直流电信号。
接下来,逆变器将直流电信号转换为交流电信号,通过控制开关元件的开关状态来改变电流的方向和大小。
最终,逆变器输出的交流电信号满足电网的要求。
三、储能设备的工作原理太阳能光伏发电系统在太阳充足时会产生过剩的电能,而当天气阴天或夜晚时则无法获得太阳能。
因此,储能设备的作用就是将白天产生的多余电能储存起来,供夜晚或低充电时使用。
常见的储能设备包括蓄电池和储能装置。
蓄电池是一种将电能以化学能形式储存的设备。
它通过充放电过程,将电能转化为化学能或从化学能转化为电能。
储能装置则多采用超级电容器、储能飞轮等技术,具备更高的储能效率和更长的使用寿命。
四、光伏发电系统与电网的连接光伏发电系统通过与电网的连接,实现电能的输送与共享。
当太阳能光伏发电系统产生的电能超过自身需求时,多余的电能会流入电网,按照合同约定与电网运营商进行结算。
而在天气不佳或光伏发电系统产生的电能不足时,可以从电网中购买所需的电能。
这种与电网的互动使光伏发电系统具备了可持续发展和经济可行性。
光伏发电系统的并网运行,为实现清洁能源的利用和减少化石燃料消耗作出了重要贡献。
太阳能电板的工作原理

太阳能电板的工作原理
太阳能电板的工作原理是利用太阳光中的光子来转换成电能的一
种可再生能源系统。
太阳能电池由三层构成:一层是具有正电极和负
电极的外部装置,这层是太阳电池片外壳;第二层是晶体硅,它是太
阳能电池形成电力的主要结构,可以把能量储存在里面;最后一层是
把晶体硅的光子转换成电流的一层。
这层是把光子转换成电能的重要
部分。
太阳能电池在接受能量的时候,太阳光是由一些可以被太阳电池
吸收的紫外线和可见光组成的,紫外线和可见光穿过太阳电池外壳后
会到达晶体硅,将太阳光中的光子释放出来,进而发生电子耦合现象。
晶体硅内部有电子激子层,当电子释放出来后,就会驱使电子运动,
氧离子产生局部电荷,电子把能量推入电极。
当电池离开太阳光的环境的时候,就需要在太阳能电池板上把光
子转换成电流,以便进行电源输出。
太阳能电池板的外部装置会把人
造的晶晶电流输出到配套的电源系统中,从而提供电能。
太阳能电池
板的晶硅层则像一个电容器,它可以把电子能量储存起来,等到用的
时候释放出来。
太阳能电池板在利用太阳能把光子转换成电流的时候只需要一点
儿光就可以工作,而当能量输出用完后,也不会有任何污染,因此受
到越来越多人的青睐。
太阳能电板的工作原理

太阳能电板的工作原理
太阳能电板的工作原理是利用太阳能将光能转化为电能,从而提
供电力。
太阳能电池具体是由许多小型太阳能电池单元构成的,每个
单元由一个经过处理的半导体材料制成的片状物所组成,其中的半导
体材料通常由硅或多晶硅制成。
捕获到的太阳光线会被半导体材料中
的离子发生反应,形成电子流,然后电子流会通过太阳能电池板中的
线圈到达汇流条上,最终聚集在汇流条上,形成一股电流穿越外部电路。
太阳能电池板的效率通常在6%~17%之间,这取决于半导体材料的
性质。
它的效率越高,说明能够将太阳光能转换成电能的比例就越高,也就意味着可以产生更多的电力。
此外,由于太阳能电池板的效率会
随着环境温度的高低而有所不同,因此一般来说,太阳能电池板的最
佳工作温度是比较低的,最佳效率是在25℃左右。
简而言之,太阳能电池板是通过将光能转换为电能,从而提供电
力的装置。
太阳能电池板的具体原理是利用半导体材料将捕获到的太
阳光线反应,从而产生电子流,再通过电路到达汇流条,形成一股电
流穿越外部电路,最终提供电力使用。
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太阳能电池板及其工作原理性能及特点:太阳能电池分为单晶硅太阳电池(坚固耐用,使用寿命一般可达20年。
光电转换效率为15%。
)多晶硅太阳电池(其光电转换效率约14.5%,材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低非晶硅太阳电池。
)非晶硅太阳能电池(其光电转换率为10%,成本低,重量轻,应用方便。
)太阳能发电原理:太阳能不象煤和石油一样用交通工具进行运输,而是应用光学原理,通过光的反射和折射进行直接传输,或者将太阳能转换成其它形式的能量进行间接传输。
直接传输适用于较短距离。
基本上有三种方法:基本上有三种方法:通过反射镜及其它光学元件组合,改变阳光的传播方向,达到用能地点;通过光导纤维,可以将入射在其一端的阳光传输到另一端,传输时光导纤维可任意弯曲;采用表面镀有高反射涂层的光导管,通过反射可以将阳光导入室内。
间接传输适用于各种不同距离。
将太阳能转换为热能,通过热管可将太阳能传输到室内;将太阳能转换为氢能或其它载能化学材料,通过车辆或管道等可输送到用能地点;空间电站将太阳能转换为电能,通过微波或激光将电能传输到地面。
太阳能的光电转换是指太阳的辐射能光子通过半导体物质转变为电能的过程,通常叫做"光生伏打效应”,太阳电池就是利用这种效应制成的。
当太阳光照射到半导体上时,其中一部分被表面反射掉,其余部分被半导体吸收或透过。
被吸收的光,当然有一些变成热,另一些光子则同组成半导体的原子价电子碰撞,于是产生电子-空穴对。
这样,光能就以产生电子-空穴对的形式转变为电能、如果半导体内存在P-n结,则在P型和n型交界面两边形成势垒电场,能将电子驱向n区,空穴驱向P区,从而使得n区有过剩的电子,P区有过剩的空穴,在P-n结附近形成与势垒电场方向相反光的生电场。
光生电场的一部分除抵销势垒电场外,还使P型层带正电,n型层带负电,在n区与p 区之间的薄层产生所谓光生伏打电动势。
若分别在P型层和n型层焊上金属引线,接通负载,则外电路便有电流通过。
如此形成的一个个电池元件,把它们串联、并联起来,就能产生一定的电压和电流,输出功率。
太阳能发电原理图如下:教你制作太阳能电池第一步:制作二氧化钛膜(1)先把二氧化钛粉末放入研钵中与粘合剂进行研磨(2)接着用玻璃棒缓慢地在导电玻璃上进行涂膜(3)把二氧化钛膜放入酒精灯下烧结10~15分钟,然后冷却第二步:利用天然染料为二氧化钛着色如图所示,把新鲜的或冰冻的黑梅、山梅、石榴籽或红茶,加一汤匙的水并进行挤压,然后把二氧化钛膜放进去进行着色,大约需要5分钟,直到膜层变成深紫色,如果膜层两面着色的不均匀,可以再放进去浸泡5分钟,然后用乙醇冲洗,并用柔软的纸轻轻地擦干。
第三步:制作正电极由染料着色的TiO2为电子流出的一极(即负极)。
正电极可由导电玻璃的导电面(涂有导电的SnO2膜层)构成,利用一个简单的万用表就可以判断玻璃的哪一面是可以导电的,利用手指也可以做出判断,导电面较为粗糙。
如图所示,把非导电面标上‘+’,然后用铅笔在导电面上均匀地涂上一层石墨。
第四步:加入电解质利用含碘离子的溶液作为太阳能电池的电解质,它主要用于还原和再生染料。
如图所示,在二氧化钛膜表面上滴加一到两滴电解质即可。
第五步:组装电池把着色后的二氧化钛膜面朝上放在桌上,在膜上面滴一到两滴含碘和碘离子的电解质,然后把正电极的导电面朝下压在二氧化钛膜上。
把两片玻璃稍微错开,用两个夹子把电池夹住,两片玻璃暴露在外面的部分用以连接导线。
这样,你的太阳能电池就做成了。
第六步:电池的测试在室外太阳光下,检测你的太阳能电池是否可以产生电流。
多晶硅太阳能电池制作工艺众所周知,利用太阳能有许多优点,光伏发电将为人类提供主要的能源,但目前来讲,要使太阳能发电具有较大的市场,被广大的消费者接受,提高太阳能电池的光电转换效率,降低生产成本应该是我们追求的最大目标。
从目前国际太阳能电池的发展过程可以看出其发展趋势为单晶硅、多晶硅、带状硅、薄膜材料(包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜)。
从工业化发展来看,重心已由单晶向多晶方向发展,主要原因为: [1]可供应太阳能电池的头尾料愈来愈少;[2]对太阳能电池来讲,方形基片更合算,通过浇铸法和直接凝固法所获得的多晶硅可直接获得方形材料;[3]多晶硅的生产工艺不断取得进展,全自动浇铸炉每生产周期(50小时)可生产200公斤以上的硅锭,晶粒的尺寸达到厘米级;[4]由于近十年单晶硅工艺的研究与发展很快,其中工艺也被应用于多晶硅电池的生产,例如选择腐蚀发射结、背表面场、腐蚀绒面、表面和体钝化、细金属栅电极,采用丝网印刷技术可使栅电极的宽度降低到50微米,高度达到15微米以上,快速热退火技术用于多晶硅的生产可大大缩短工艺时间,单片热工序时间可在一分钟之内完成,采用该工艺在100平方厘米的多晶硅片上作出的电池转换效率超过14%。
据报道,目前在50~60微米多晶硅衬底上制作的电池效率超过16%,利用机械刻槽、丝网印刷技术在100平方厘米多晶上效率超过17%,无机械刻槽在同样面积上效率达到16%,采用埋栅结构,机械刻槽在130平方厘米的多晶上电池效率达到15.8%。
下面从两个方面对多晶硅电池的工艺技术进行讨论:1. 实验室高效电池工艺实验室技术通常不考虑电池制作的成本和是否可以大规模化生产,仅仅研究达到最高效率的方法和途径,提供特定材料和工艺所能够达到的极限。
1.1关于光的吸收对于光吸收主要是:(1)降低表面反射;(2)改变光在电池体内的路径;(3)采用背面反射。
对于单晶硅,应用各向异性化学腐蚀的方法可在(100)表面制作金字塔状的绒面结构,降低表面光反射。
但多晶硅晶向偏离(100)面,采用上面的方法无法作出均匀的绒面,目前采用下列方法:[1]激光刻槽用激光刻槽的方法可在多晶硅表面制作倒金字塔结构,在500~90 0nm光谱范围内,反射率为4~6%,与表面制作双层减反射膜相当,而在(100)面单晶硅化学制作绒面的反射率为11%。
用激光制作绒面比在光滑面镀双层减反射膜层(ZnS/MgF2)电池的短路电流要提高4%左右,这主要是长波光(波长大于800nm)斜射进入电池的原因。
激光制作绒面存在的问题是在刻蚀中,表面造成损伤同时引入一些杂质,要通过化学处理去除表面损伤层。
该方法所作的太阳电池通常短路电流较高,但开路电压不太高,主要原因是电池表面积增加,引起复合电流提高。
[2]化学刻槽应用掩膜(Si3N4或SiO2)各向同性腐蚀,腐蚀液可为酸性腐蚀液,也可为浓度较高的氢氧化钠或氢氧化钾溶液,该方法无法形成各向异性腐蚀所形成的那种尖锥状结构。
据报道,该方法所形成的绒面对7 00~1030微米光谱范围有明显的减反射作用。
但掩膜层一般要在较高的温度下形成,引起多晶硅材料性能下降,特别对质量较低的多晶材料,少子寿命缩短。
应用该工艺在225cm2的多晶硅上所作电池的转换效率达到16.4%。
掩膜层也可用丝网印刷的方法形成。
[3]反应离子腐蚀(RIE)该方法为一种无掩膜腐蚀工艺,所形成的绒面反射率特别低,在45 0~1000微米光谱范围的反射率可小于2%。
仅从光学的角度来看,是一种理想的方法,但存在的问题是硅表面损伤严重,电池的开路电压和填充因子出现下降。
[4]制作减反射膜层对于高效太阳电池,最常用和最有效的方法是蒸镀ZnS/MgF2双层减反射膜,其最佳厚度取决于下面氧化层的厚度和电池表面的特征,例如,表面是光滑面还是绒面,减反射工艺也有蒸镀Ta2O5, PECV D沉积Si3N3等,ZnO导电膜也可作为减反材料。
1.2金属化技术在高效电池的制作中,金属化电极必须与电池的设计参数,如表面掺杂浓度、PN结深,金属材料相匹配。
实验室电池一般面积比较小(面积小于4cm2),所以需要细金属栅线(小于10微米),一般采用的方法为光刻、电子束蒸发、电子镀。
工业化大生产中也使用电镀工艺,但蒸发和光刻结合使用时,不属于低成本工艺技术。
[1]电子束蒸发和电镀通常,应用正胶剥离工艺,蒸镀Ti/Pa/Ag多层金属电极,要减小金属电极所引起的串联电阻,往往需要金属层比较厚(8~10微米),缺点是电子束蒸发造成硅表面/钝化层介面损伤,使表面复合提高。
因此,工艺中,采用短时蒸发Ti/Pa层,在蒸发银层的工艺。
另一个问题是金属与硅接触面较大时,必将导致少子复合速度提高,工艺中,采用了隧道结接触的方法,在硅和金属成间形成一个较薄的氧化层(一般厚度为20微米左右)应用功函数较低的金属(如钛等)可在硅表面感应一个稳定的电子积累层(也可引入固定正电荷加深反型)。
另外一种方法是在钝化层上开出小窗口(小于2微米),再淀积较宽的金属栅线(通常为10微米),形成mushroom—like状电极,用该方法在4cm2 Mc-Si上电池的转换效率达到17.3%。
目前,在机械刻槽表面也运用了Shallow angle (oblique)技术。
1.3 PN结的形成技术[1]发射区形成和磷吸杂对于高效太阳能电池,发射区的形成一般采用选择扩散,在金属电极下方形成重杂质区域而在电极间实现浅浓度扩散,发射区的浅浓度扩散即增强了电池对蓝光的响应,又使硅表面易于钝化。
扩散的方法有两步扩散工艺、扩散加腐蚀工艺和掩埋扩散工艺,目前采用选择扩散,150mm×150mm电池转换效率达到16.4%,n++、n+区域的表面方块电阻分别为20Ω和80Ω。
对于Mc-Si材料,扩磷吸杂对电池的影响得到广泛的研究,较长时间的磷吸杂过程(一般3~4小时),可使一些Mc-Si的少子扩散长度提高两个数量级。
在对衬底浓度对吸杂效应的研究中发现,即便对高浓度的衬第材料,经吸杂也能够获得较大的少子扩散长度(大于2 00微米),电池的开路电压大于638mv, 转换效率超过17%。
[2]背表面场的形成及铝吸杂技术在Mc-Si电池中,背p+p结由均匀扩散铝或硼形成,硼源一般为B N、BBr、APCVD SiO2:B2O8等,铝扩散为蒸发或丝网印刷铝,800度下烧结所完成,对铝吸杂的作用也开展了大量的研究,与磷扩散吸杂不同,铝吸杂在相对较低的温度下进行。
其中体缺陷也参与了杂质的溶解和沉积,而在较高温度下,沉积的杂质易于溶解进入硅中,对Mc-Si产生不利的影响。
到目前为至,区域背场已应用于单晶硅电池工艺中,但在多晶硅中,还是应用全铝背表面场结构。
[3]双面Mc-Si电池Mc-Si双面电池其正面为常规结构,背面为N+和P+相互交叉的结构,这样,正面光照产生的但位于背面附近的光生少子可由背电极有效吸收。
背电极作为对正面电极的有效补充,也作为一个独立的栽流子收集器对背面光照和散射光产生作用,据报道,在AM1.5条件下,转换效率超过19%。
1.4 表面和体钝化技术对于Mc-Si,因存在较高的晶界、点缺陷(空位、填隙原子、金属杂质、氧、氮及他们的复合物)对材料表面和体内缺陷的钝化尤为重要,除前面提到的吸杂技术外,钝化工艺有多种方法,通过热氧化使硅悬挂键饱和是一种比较常用的方法,可使Si-SiO2界面的复合速度大大下降,其钝化效果取决于发射区的表面浓度、界面态密度和电子、空穴的浮获截面,在氢气氛中退火可使钝化效果更加明显。