晶体硅太阳电池.pptx

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晶体硅太阳电池
一、基本结构
二、制作太阳电池的基本流程
三、模组化技术
四、薄膜型微晶硅太阳电池
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一、太阳电池基本结构
太阳能之应用系统的最基本单位是太阳电池（cell）。
一般来说，，而其最大输出功率则与太阳电池效率和表面积有关。
如，一个接受光面积约为100cm2 ，效率为15%。
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为达到一般应用要求，必须将许多太阳电池串联及并联在一起，形成所谓的模组（module）。
并联的目的是为了增加输出功率，串联的目的在于提高输出电压，进一步的串联或并联则可形成阵列安排（array）。
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电池（cell）；模组（module）；阵列（array）
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在一把的太阳电池应用系统上，还包括蓄电池（storage battery）、功率调节器（power conditioner）和安装固定结构（mounting structures）等周边设施，统称为平衡系统（balance of system）。
随材料和制造技术不同，太阳电池的架构会有不同变化，但最基本的结构可分为基板、PN二极管、抗反射层、表面粗糙结构化和金属电极等五个主要部分。
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基本的晶体硅太阳电池结构
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为达到最佳的转换效率，主要考虑的因素有：
减低太阳光的表面反射；
减低任何形式的载流子再结合(carrier recombination)；
金属电极接触最优化。
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1 基板
在晶体硅太阳电池中，以单晶硅能达到的能量转换效率最高。要达到最优的能量转换效率，所使用的基板的品质最为关键，这里的品质指基板应具有很好的结晶完美性、最低的杂质污染等。
就品质的完美性而言，所有的结晶硅中以FZ硅片（Float Zone Silicon）最佳，而CZ硅片次之。在低成本的要求下，多晶硅片（multicrystalline）甚至比单晶硅更为广泛使用。多晶硅片中的内部缺陷，例如晶界（grain boundaries）及差排（dislocation），使得能量转换效率不如CZ单晶硅片。
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少数载流子的寿命是影响能量转换效率的重要因素之一。而晶体硅中少数载流子的寿命主要受金属杂质的影响，金属杂质越高，寿命越短，能量转换效率越低。除了起始基板本身的金属杂质外，太阳电池的高温制备过程中也会引入杂质。
除了严格控制制备过程以去除杂质污染外，另一重要技术是引入去疵技术（Gettering technology），去降低金属杂质对少数载流子寿命的影响。
此外，利用氢气钝化处理（passivation），也是提高能量转换效率的有效方法。
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最常用的晶体硅基板，是P型掺杂，即添加硼(Boron)。当然，N型晶体硅也可以被用来当作基板，只不过现有的太阳电池技术大多采用P型硅而设计。
使用电阻率较低的晶体硅基板，会降低太阳电池的串联电阻（series resistance）而导致的能量损耗，~30ohm·cm。
晶体硅基板的厚度也会影响太阳电池的效率。
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