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太陽能電池板的材料有哪些?

鉅大LARGE  |  點擊量:9565次  |  2018年08月02日  

單晶硅太陽能電池是當前開發得最快的一種太陽能電池,它的構造和生產工藝已定型,產品已廣泛用于空間和地面。這種太陽能電池以高純的單晶硅棒為原料。為了降低生產成本,現在地面應用的太陽能電池等采用太陽能級的單晶硅棒,材料性能指標有所放寬。有的也可使用半導體器件加工的頭尾料和廢次單晶硅材料,經過復拉制成太陽能電池專用的單晶硅棒。

將單晶硅棒切成片,一般片厚約0.3毫米。硅片經過拋磨、清洗等工序,制成待加工的原料硅片。加工太陽能電池片,首先要在硅片上摻雜和擴散,一般摻雜物為微量的硼、磷、銻等。擴散是在石英管制成的高溫擴散爐中進行。這樣就硅片上形成P>N結。然后采用絲網印刷法,精配好的銀漿印在硅片上做成柵線,經過燒結,同時制成背電極,并在有柵線的面涂覆減反射源,以防大量的光子被光滑的硅片表面反射掉。因此,單晶硅太陽能電池的單體片就制成了。單體片經過抽查檢驗,即可按所需要的規格組裝成太陽能電池組件(太陽能電池板),用串聯和并聯的方法構成一定的輸出電壓和電流。最后用框架和材料進行封裝。用戶根據系統設計,可將太陽能電池組件組成各種大小不同的太陽能電池方陣,亦稱太陽能電池陣列。目前單晶硅太陽能電池的光電轉換效率為15%左右,實驗室成果也有20%以上的。

多晶硅太陽能電池的生產需要消耗大量的高純硅材料,而制造這些材料工藝復雜,電耗很大,在太陽能電池生產總成本中己超二分之一。加之拉制的單晶硅棒呈圓柱狀,切片制作太陽能電池也是圓片,組成太陽能組件平面利用率低。因此,80年代以來,歐美一些國家投入了多晶硅太陽能電池的研制。

目前太陽能電池使用的多晶硅材料,多半是含有大量單晶顆粒的集合體,或用廢次單晶硅料和冶金級硅材料熔化澆鑄而成。其工藝過程是選擇電阻率為100~300歐姆·厘米的多晶塊料或單晶硅頭尾料,經破碎,用1:5的氫氟酸和硝酸混合液進行適當的腐蝕,然后用去離子水沖洗呈中性,并烘干。用石英坩堝裝好多晶硅料,加人適量硼硅,放人澆鑄爐,在真空狀態中加熱熔化。熔化后應保溫約20分鐘,然后注入石墨鑄模中,待慢慢凝固冷卻后,即得多晶硅錠。這種硅錠可鑄成立方體,以便切片加工成方形太陽電池片,可提高材制利用率和方便組裝。多晶硅太陽能電池的制作工藝與單晶硅太陽能電池差不多,其光電轉換效率約12%左右,稍低于單晶硅太陽能電池,但是材料制造簡便,節約電耗,總的生產成本較低,因此得到大量發展。

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