什么是硅光電池？

晶體硅光電池

晶體硅光電池有單晶硅與多晶硅兩大類(lèi)，用p型（或n型）硅襯底，通過(guò)磷（或硼）擴(kuò)散形成pn結(jié)成制作，生產(chǎn)技術(shù)成熟，是光伏市場(chǎng)上的主導(dǎo)產(chǎn)品。采用埋層電極、表面鈍化、強(qiáng)化陷光、密柵工藝、優(yōu)化背電極及接觸電極等技術(shù)，提高材料中的載流子收集效率，優(yōu)化抗反肘膜、凹凸表面、高反射背電極等方式，光電轉(zhuǎn)換效率有較大提高。單晶硅光電池面積有限，目前比較大的為∮10至20cm的圓片，年產(chǎn)能力46MW/a。目前主要課題是繼續(xù)擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)規(guī)模，開(kāi)發(fā)帶狀硅光電池技術(shù)，提高材料利用率。國(guó)際公認(rèn)最高效率在AM1.5條件下為24％，空間用高質(zhì)量的效率在AMO條件約為13.5—18％地面用大量生產(chǎn)的在AM1條件下多在11—18％之間。以定向凝固法生長(zhǎng)的鑄造多晶硅錠代替＃晶硅，可降低成本，但效率較低。優(yōu)化正背電極的銀漿和鋁漿絲網(wǎng)印刷，磨圖拋工藝，千方百計(jì)進(jìn)一步降成本，提高效率，大晶粒多晶硅光電池的轉(zhuǎn)換效率最高達(dá)18.6%。

非晶硅光電池

a－Si（非晶硅）光電池一般采用高頻輝光放電方法使硅烷氣體分解沉積而成。由于外解沉積溫度低，可在玻璃、不銹鋼板、陶瓷板、柔性塑料片上沉積約1μm厚的薄膜，易于大面積化（05rn×l.0m），成本較低，多采用pin結(jié)構(gòu)。為提高效率和改善穩(wěn)定性，有時(shí)還制成三層pin等多層疊層式結(jié)構(gòu)，或是插入一些過(guò)渡層。其商品化產(chǎn)量連續(xù)增長(zhǎng)，年產(chǎn)能力45MW／a，10MW生產(chǎn)線(xiàn)已投入生產(chǎn)，全球市場(chǎng)用量每月在1千萬(wàn)片左右，居薄膜電池首位。發(fā)展集成型a－Si光電池組件，激光切割的使用有效面積達(dá)90％以上，小面積轉(zhuǎn)換效率提高到14.6％，大面積大量生產(chǎn)的為8－10％，疊層結(jié)構(gòu)的最高效率為21％。研發(fā)動(dòng)向是改善薄膜特性，精確設(shè)計(jì)光電池結(jié)構(gòu)和控制各層厚度，改善各層之間界面狀態(tài)，以求得高效率和高穩(wěn)定性。

多晶硅光電池

p－Si（多晶硅，包括微品）光電池沒(méi)有光致衰退效應(yīng)，材料質(zhì)量有所下降時(shí)也不會(huì)導(dǎo)致光電池受影響，是國(guó)際上正掀起的前沿性研究熱點(diǎn)。在單晶硅襯底上用液相外延制備的p－Si光電池轉(zhuǎn)換效率為15.3％，經(jīng)減薄襯底，加強(qiáng)陷光等加工，可提高到23.7%，用CVD法制備的轉(zhuǎn)換效率約為12.6—l7.3%。采用廉價(jià)襯底的p—si薄膜生長(zhǎng)方法有pECVD和熱絲法，或?qū)—si：H材料膜進(jìn)行后退火，達(dá)到低溫固相晶化，可分別制出效率9.8%和9.2%的無(wú)退化電池。微晶硅薄膜生長(zhǎng)與a—si工藝相容，光電性能和穩(wěn)定性很高，研究受到很大重視，但效率僅為7.7％大面積低溫p—si膜與—si組成疊層電池結(jié)構(gòu)，是提高比a—S光電池穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)換效率的重要途徑，可更充分利用太陽(yáng)光譜，理論計(jì)算表明其效率可在28％以上，將使硅基薄膜光電池性能產(chǎn)生突破性進(jìn)展。銅煙硒光電池CIS（銅鎖硒）薄膜光電池己成為國(guó)際先伏界研究開(kāi)發(fā)的熱門(mén)課題，它具有轉(zhuǎn)換效率高（已達(dá)到17.7％），性能穩(wěn)定，制造成本低的特點(diǎn)。CIS光電池一般是在玻璃或其它廉價(jià)襯底上分別沉積多層膜而構(gòu)成的，厚度可做到2－3μrn，吸收層CIS膜對(duì)電池性能起著決定性作用。現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出反應(yīng)共蒸法和硒化法（濺射、蒸發(fā)、電沉積等）兩大類(lèi)多種制備方法，其它外層通常采用真空蒸發(fā)或?yàn)R射成膜。阻礙其發(fā)展的原風(fēng)是工藝重復(fù)性差，高效電池成品率低，材料組分較復(fù)雜，缺乏控制薄膜生長(zhǎng)的分析儀器。CIS光電池正受到產(chǎn)業(yè)界重視，一些知名公司意識(shí)到它在未來(lái)能源市場(chǎng)中的前景和所處地位，積極擴(kuò)大開(kāi)發(fā)規(guī)模，著手組建中試線(xiàn)及制造廠(chǎng)。