光伏发电都有什么材料(光伏发电你知道多少( 二 )


光伏发电都有什么材料(光伏发电你知道多少

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目前太阳能电池使用的多晶硅材料,多半是含有大量单晶颗粒的集合体,或用单晶硅料和冶金级硅材料熔化浇铸而成 。
其工艺过程是选择电阻率为100~300欧姆·厘米的多晶块料或单晶硅头尾料,经破碎,用1:5的氢氟酸和硝酸混合液进行适当的腐蚀,然后用去离子水冲洗呈中性,并烘干 。用石英坩埚装载晶硅料,加入适量硼硅,放入浇铸炉,在真空状态中加热熔化 。熔化后应保温约20分钟,然后注入石墨铸模中,待慢慢凝固冷却后,即得多晶硅锭 。
这种硅锭可铸成立方体,以便切片加工成方形太阳能电池片,可提高材质利用率和方便组装 。
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多晶硅电池
多晶硅太阳能电池的制作工艺与单晶硅太阳能电池差不多,其光电转换效率约15%左右,稍低于单晶硅太阳能电池,但是材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低,因此得到大量发展 。随着技术得提高,目前多晶硅的转换效率也可以达到17%左右 。
4、非晶硅片
非晶硅太阳能电池是1976年出现的新型薄膜式太阳能电池,它与单晶硅和多晶硅太阳能电池的制作方法完全不同,硅材料消耗很少,电耗更低,非常吸引人 。
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制造非晶硅太阳能电池的方法有多种,最常见的是辉光放电法,还有反应溅射法、化学气相沉积法、电子束蒸发法和热分解硅烷法等 。
辉光放电法是将一石英容器抽成真空,充入氢气或氩气稀释的硅烷,用射频电源加热,使硅烷电离,形成等离子体 。非晶硅膜就沉积在被加热的衬底上 。若硅烷中掺人适量的氢化磷或氢化硼,即可得到N型或P型的非晶硅膜 。衬底材料一般用玻璃或不锈钢板 。
这种制备非晶硅薄膜的工艺,主要取决于严格控制气压、流速和射频功率,对衬底的温度也很重要 。
非晶硅太阳能电池的结构有各种不同,其中有一种较好的结构叫PiN电池,它是在衬底上先沉积一层掺磷的N型非晶硅,再沉积一层未掺杂的i层,然后再沉积一层掺硼的P型非晶硅,最后用电子束蒸发一层减反射膜,并蒸镀银电极 。此种制作工艺,可以采用一连串沉积室,在生产中构成连续程序,以实现大批量生产 。
同时,非晶硅太阳能电池很薄,可以制成叠层式,或采用集成电路的方法制造,在一个平面上,用适当的掩模工艺,一次制作多个串联电池,以获得较高的电压 。因为普通晶体硅太阳能电池单个只有0.5伏左右的电压,现在日本生产的非晶硅串联太阳能电池可达2.4伏 。
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目前非晶硅太阳能电池存在的问题是光电转换效率偏低,国际先进水平为10%左右,且不够稳定,常有转换效率衰降的现象,所以尚未大量用于作大型太阳能电源,而多半用于弱光电源,如袖珍式电子计算器、电子钟表及复印机等方面 。
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