電池片

電池片

電池片,一般分為單晶矽、多晶矽、和非晶矽。

電池片

單晶矽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,產品已廣泛用於空間和地面。這種太陽能電池以高純的單晶矽棒為原料。為了降低生產成本,現在地面套用的太陽能電池等採用太陽能級的單晶矽棒,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矽材料,經過復拉製成太陽能電池專用的單晶矽棒。
將單晶矽棒切成片,一般片厚約0.3毫米。矽片經過拋磨、清洗等工序,製成待加工的原料矽片。加工太陽能電池片,首先要在矽片上摻雜和擴散,一般摻雜物為微量的、磷、等。擴散是在石英管製成的高溫擴散爐中進行。這樣就矽片上形成P>N結。然後採用絲網印刷法,精配好的銀漿印在矽片上做成柵線,經過燒結,同時製成背電極,並在有柵線的面塗覆減反射源,以防大量的光子被光滑的矽片表面反射掉。因此,單晶矽太陽能電池的單體片就製成了。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),用串聯和並聯的方法構成一定的輸出電壓和電流。最後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。目前單晶矽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。
多晶矽太陽能電池的生產需要消耗大量的高純矽材料,而製造這些材料工藝複雜,電耗很大,在太陽能電池生產總成本中己超二分之一。加之拉制的單晶矽棒呈圓柱狀,切片製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矽太陽能電池的研製。
目前太陽能電池使用的多晶矽材料,多半是含有大量單晶顆粒的集合體,或用廢次單晶矽料和冶金級矽材料熔化澆鑄而成。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矽頭尾料,經破碎,用1:5的氫氟酸和硝酸混合液進行適當的腐蝕,然後用去離子水沖洗呈中性,並烘乾。用石英坩堝裝好多晶矽料,加人適量硼矽,放人澆鑄爐,在真空狀態中加熱熔化。熔化後應保溫約20分鐘,然後注入石墨鑄模中,待慢慢凝固冷卻後,即得多晶矽錠。這種矽錠可鑄成立方體,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。多晶矽太陽能電池的製作工藝與單晶矽太陽能電池差不多,其光電轉換效率約12%左右,稍低於單晶矽太陽能電池,但是材料製造簡便,節約電耗,總的生產成本較低,因此得到大量發展。

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