多晶硅太陽能電池 摘要 在全球氣候變暖、人類生態環境惡化、常規能源短缺并造成環境污染的 形勢下，可持續發展戰略普遍被世界各國接受。光伏能源以其具有充分的清 潔性、絕對的安全性、資源的相對廣泛性和充足性、長壽命以及免維護性等 其它常規能源所不具備的優點，被認為是二十一世紀最重要的新能源。 由于不可再生能源的減少和環境污染的雙重壓力，使得光伏產業迅猛發 展；太陽電池的發展也日新月異。太陽能電池的發展歷程，詳細介紹了多晶 硅太陽能電池的各種工藝，多晶硅太陽能電池的結構、特點，以及多晶硅的 制備方法，并展望了多晶硅太陽能電池的研究趨勢。 關鍵詞：多晶硅太陽能電池發展趨勢 1 多晶硅太陽能電池 目錄 緒言............................................................3 一.太陽能電池概述..................

多晶硅太陽能電池制作工藝概述 [雁舞白沙發表于2005-10-1618:11:00] 孫鐵囤陳東崔容強袁嘵 上海交通大學應用物理系太陽能所上海空間電源研究所 摘要大規模開發和利用光伏太陽能發電,提高電池的光電轉換效率和降低生 產成本是其核心所在，由于近十年人們對太陽電池理論認識的進一步深入、生產 工藝的改進、ic技術的滲入和新電池結構的出現，電池的轉換效率得到較大的 提高，大規模生產上，多晶硅電池的轉換效率已接近單晶硅電池，在非晶硅電池 穩定性問題未取得較大進展時，多晶硅電池受到人們的關注，其世界產量已接近 單晶硅，本文對目前多晶硅太陽電池的工藝發展分別從實驗室工藝和規模化生產 兩個方面作了比較系統的描述。 1緒論 眾所周知，利用太陽能有許多優點，光伏發電將為人類提供主要的能源，但目前 來講，要使太陽能發電具有較大的市場，被廣大的消費

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多晶硅太陽能電池研究進展

利用最先進的光譜分析技術,并結合現有的高效太陽能電池,美國德拉瓦大學研制成功新型多晶硅太陽能電池,其光電轉化效率是目前最先進光伏太陽能電池的兩倍,美國政府正積極推進這項新技術的產業化。

太陽能電池光電轉換原理主要是利用太陽光射入太陽能電池后產生電子電洞對，利用 p-n接面的電場將電子電洞對分離,利用上下電極將這些電子電洞引出，從而產生電流。整個 生產流程以多晶硅切片為原料，制成多晶硅太陽能電池芯片。處理工藝主要有多晶硅切片清 洗、磷擴散、氧化層去除、抗反射膜沉積、電極網印、燒結、鐳射切割、測試分類包裝等。 生產工藝主要分為以下過程： ⑴表面處理（多晶硅片清洗、制絨） 與單晶硅絨面制備采用堿液和異丙醇腐蝕工藝不同，多晶硅絨面制備采用氫氟酸和硝 酸配成的腐蝕液對多晶硅體表面進行腐蝕。一定濃度的強酸液對硅表面進行晶體的各相異性 腐蝕，使得硅表面成為無數個小“金字塔”組成的凹凸表面，也就是所謂的“絨面”，以增 加了光的反射吸收，提高電池的短路電流和轉換效率。從電鏡的檢測結果看，小“金字塔” 的底邊平均約為10um。主要反應式為： 32234hno4no

多晶硅太陽能電池制作工藝概述 多晶硅太陽能制作工藝概述 摘要大規模開發和利用光伏太陽能發電,提高電池的光電轉換效率和降低生產成本是其核心 所 在，由于近十年人們對太陽電池理論認識的進一步深入、生產工藝的改進、ic技術的滲入和新電 池 結構的出現，電池的轉換效率得到較大的提高，大規模生產上，多晶硅電池的轉換效率已接近單 晶 硅電池，在非晶硅電池穩定性問題未取得較大進展時，多晶硅電池受到人們的關注，其世界產量 已 接近單晶硅，本文對目前多晶硅太陽電池的工藝發展分別從實驗室工藝和規模化生產兩個方面作 了 比較系統的描述。 1緒論 眾所周知，利用太陽能有許多優點，光伏發電將為人類提供主要的能源，但目前來講，要使太陽 能 發電具有較大的市場，被廣大的消費者接受，提高太陽電池的光電轉換效率，降低生產成本應該 是 我們追求的最大目標，從目前國際太陽電池的發展過程可以看出其發展趨勢為單晶硅、

大規模開發和利用光伏太陽能發電,提高電池的光電轉換效率和降低生產成本是其核心所在,由于近十年人們對太陽電池理論認識的進一步深入、生產工藝的改進、ic技術的滲入和新電池結構的出現,電池的轉換效率得到較大的提高,大規模生產上,多晶硅電池的轉換效率已接近單晶硅電池,在非晶硅電池穩定性問題未取得較大進展時,多晶硅電池受到人們的關注,其世界產量已接近單晶硅,本文對目前多晶硅太陽電池的工藝發展分別從實驗室工藝和規模化生產兩個方面作了比較系統的描述。

單晶硅太陽能電池與多晶硅太陽能電池區別和共同點 單晶硅和多晶硅的區別是，當熔融的單質硅凝固時,硅原子以金剛石晶格排列成 許多晶核，如果這些晶核長成晶面取向相同的晶粒，則形成單晶硅。如果這些晶 核長成晶面取向不同的晶粒，則形成多晶硅。多晶硅與單晶硅的差異主要表現在 物理性質方面。例如在力學性質、電學性質等方面，多晶硅均不如單晶硅。多晶 硅可作為拉制單晶硅的原料。單晶硅可算得上是世界上最純凈的物質了，一般的 半導體器件要求硅的純度六個9以上。大規模集成電路的要求更高，硅的純度必 須達到九個9。目前，人們已經能制造出純度為十二個9的單晶硅。單晶硅是電 子計算機、自動控制系統等現代科學技術中不可缺少的基本材料。 多晶硅是制造單晶硅的原料。 單晶硅太陽能電池轉化的效率更高些！ 單晶硅與多晶硅的區別在于它們的原子結構排列單晶是有序排列多晶是 無序排列主要是有它們的

通過鋁誘導晶化非晶硅(aluminum-inducedcrystallization,aic)制備的多晶硅薄膜具有較高的鋁摻雜濃度(2×1018cm-3),不適宜作為薄膜太陽能電池的吸收層.我們提出了qcgeaic法,即:硅原子的快速擴散;冷卻成核;晶粒的慢速生長;鋁原子的向外擴散.通過精確控制aic過程中退火溫度及模式制備了摻雜率為2×1016cm-3的高品質多晶硅薄膜.二次離子質譜(secondary-ion-massspectroscopy,sims)結果表明:制備多晶硅薄膜中鋁殘留濃度依賴于退火的溫度模式;霍爾效應測試結果表明:制備多晶硅薄膜的摻雜率依賴于退火的溫度和退火模式;拉曼光譜表明:通過qcgeaic制備的多晶硅薄膜中包含有少量由小顆粒硅組成的區域.

首先從定向凝固的原理講起,其中涉及定向凝固的一些重要的工藝參數以及多晶硅鑄錠的組織結構;其次,介紹了多晶硅鑄錠的幾種凝固方法,尤其著重講了一下熱交換法的應用;并在結尾提到了現在鑄錠法中需要改進和解決的主要問題。

介紹了多晶硅太陽能電池的噪聲測試方法,利用其噪聲進行可靠性篩選,設計了一套完整的太陽能噪聲測試系統,自動測量了太陽能電池噪聲,詳細研究了多晶硅太陽能電池噪聲測試方法及過程.實驗結果證明,運用噪聲測試可以快速、準確、無損地對多晶硅太陽能電池進行可靠性篩選.

綜述了各類太陽能電池的優缺點和研究應用現狀,介紹了多晶硅薄膜太陽能電池的基本結構及制備工藝和多晶硅薄膜的各種不同制備方法及其優缺點,最后對多晶硅薄膜太陽能電池的研究及應用前景進行了展望。

1 單晶硅、多晶硅、非晶硅太陽能電池的區別 太陽能電池最早問世的是單晶硅太陽能電池。硅是地球上極豐富的一種元素，幾乎遍地都有硅的 存在，可說是取之不盡，用硅來制造太陽能電池，原料可謂不缺。但是提煉它卻不容易，所以人 們在生產單晶硅太陽能電池的同時，又研究了多晶硅太陽能電池和非晶硅太陽能電池，至今商業 規模生產的太陽能電池，還沒有跳出硅的系列。其實可供制造太陽能電池的半導體材料很多，隨 著材料工業的發展、太陽能電池的品種將越來越多。目前已進行研究和試制的太陽能電池，除硅 系列外，還有硫化鎘、砷化鎵、銅銦硒等許多類型的太陽能電池，舉不勝舉，以下介紹幾種較常 見的太陽能電池。 單晶硅太陽能電池 單晶硅太陽能電池是當前開發得最快的一種太陽能電池，它的構成和生產工藝已定型，產品已廣 泛用于宇宙空間和地面設施。這種太陽能電池以高純的單晶硅棒為原料，純度要求99.999％。 為了降低生產成本

半導體(電子)及太陽能電池材料的多晶硅 一、概要 1、從鍺到硅 鍺：融點960℃用石英或炭的容器來熔化。 硅：融點1420℃炭和石英反應生成。（沸點：2355℃） 最初半導體的產生從生產使用方便的鍺材料開始的，隨著技術進步，開始使用了特別顯 著性質的硅（從1965年的硅的生產量超過了鍺的生產量），用于太陽能電池就從這時開始的。 2、硅的特性 半導體：導體、絕緣物的中間導電物。 導電：有p型與n型。根據溫度有所變化，p型n型的結合。（p型：空穴；n型：電 子） 常溫下，本征半導體硅的電導率是230000ω·cm，1100℃時為0.01ω·cm.純度為9個9 時為100ω·cm，10個9時為1000ω·cm。所含雜質越多，導電性越好。 3、高純度多晶硅的技術變化 進入1950年開始工業性生產（美國du-pont）日本是從進入1960年代

半導體(電子)及太陽能電池材料的多晶硅 一、概要 1、從鍺到硅 鍺：融點960℃用石英或炭的容器來熔化。 硅：融點1420℃炭和石英反應生成。（沸點：2355℃） 最初半導體的產生從生產使用方便的鍺材料開始的，隨著技術進步，開始使用了特別顯 著性質的硅（從1965年的硅的生產量超過了鍺的生產量），用于太陽能電池就從這時開始的。 2、硅的特性 半導體：導體、絕緣物的中間導電物。 導電：有p型與n型。根據溫度有所變化，p型n型的結合。（p型：空穴；n型：電 子） 常溫下，本征半導體硅的電導率是230000ω·cm，1100℃時為0.01ω·cm.純度為9個9 時為100ω·cm，10個9時為1000ω·cm。所含雜質越多，導電性越好。 3、高純度多晶硅的技術變化 進入1950年開始工業性生產（美國du-pont）日本是從進入1960年代

擴散方阻對多晶硅太陽能電池效率的影響

夏普將上市模塊轉換效率達14．4％，用于日本國內住宅的多晶硅太陽能電池模塊“nd-191av”。在提高轉換效率的同時，還擴大了可在屋頂設置的范圍，與以前產品相比，屋頂可設置容量平均達1．5倍。高效率的實現，得益于表面電極結構的變更。太陽能電池的電極由較租的busbar電極和較細的finger電極構成。此次，將busbar電極從原來的2條增加到3條，同時還減小了所有電極的寬度。

隨著多晶硅產業規模不斷擴大,多晶硅生產中的環境問題日益受到人們的關注。我國制備高純多晶硅的主流技術是改良西門子法,物理冶金法制備高純多晶硅企業有1～2家,是今后可能的發展方向之一。全面系統分析了改良西門子法和物理冶金法多晶硅生產中的產污環節、污染物種類及排污情況,為核算多晶硅產業產排污系數提供實踐基礎。

據美國“技術評論”網站報道，麻省理工學院（mit）科學家最近發明了可大幅提高多晶硅太陽能電池效率，同時維持低成本的方法。他們同時成立了一家名為1366的技術公司以將這項技術商業化。

來自美國佐治亞州理工學院與來自美國、日本和荷蘭的同事一起闡述了將p型電池電學特性植入有機半導體薄膜的新方法，促進了高效單層太陽能電池的發展。通過簡單地將薄膜在室溫環境快速浸入溶液，就可以獲得更為廉價的材料，用以替代大多數聚合物太陽能電池和有機電子設備中使用的、并且需要在昂貴真空設備中制造的氧化鉬層。

尚德太陽能電力宣布將開始量產轉換效率為18.8％的單晶硅太陽能電池單元和17.2％的多晶硅太陽能電池單元。這些新品將采用尚德的pluto技術，不僅降低了電池單元表面的光反射，在陽光不直接照射的時段亦能集光，還使用新的布線方式，從而擴大了受光面積，提升轉換效率。尚德還將強化pluto技術的開發，力爭在今后2年內，在太陽能電池單元的轉換效率方面，使單晶硅型達到20％、多晶硅型達到18％。