硅太阳能电池分类

Si硅，原子序数14，原子量28.0855， 硅有晶态和无定形两种形式。　太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源。也是清洁能源，不产生任何的环境污染。 在太阳能的有效利用当中；大阳能光电利用是近些年来发展最快，最具活力的研究领域，是其中最受瞩目的项目之一。

硅太阳能电池分类

制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础，其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电于转换反应，根据所用材料的不同，太阳能电池可分为：1、硅太阳能电池；2、以无机盐如砷化镓III-V化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池；3、功能高分子材料制备的太阳能电池；4、纳米晶太阳能电池等。

单晶硅太阳能电池

硅系列太阳能电池中，单晶硅大阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。高性能单晶硅电池是建立在高质量单晶硅材料和相关的成热的加工处理工艺基础上的。现在单晶硅的电地工艺己近成熟，在电池制作中，一般都采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术，开发的电池主要有平面单晶硅电池和刻槽埋栅电极单晶硅电池。提高转化效率主要是靠单晶硅表面微结构处理和分区掺杂工艺。在此方面，德国夫朗霍费费莱堡太阳能系统研究所保持着世界领先水平。该研究所采用光刻照相技术将电池表面织构化，制成倒金字塔结构。并在表面把一13nm。厚的氧化物钝化层与两层减反射涂层相结合．通过改进了的电镀过程增加栅极的宽度和高度的比率：通过以上制得的电池转化效率超过23%，是大值可达23．3％。Kyocera公司制备的大面积（225cm2）单电晶太阳能电池转换效率为19．44%，国内北京太阳能研究所也积极进行高效晶体硅太阳能电池的研究和开发，研制的平面高效单晶硅电池（2cm X 2cm）转换效率达到19.79%，刻槽埋栅电极晶体硅电池（5cm X 5cm）转换效率达8.6%。


图一：单晶硅太阳能电池

晶体硅太阳能电池表面织构

减少入射光学损失是提高电池效率最直接方法。化学腐蚀工艺是最成熟的产业化生产技术，也是行业内最广泛使用的技术，工艺门槛低、产量大；但绒面质量不易控制、不良率高，且减反射效果有限（腐蚀后的反射率一般仍在11%以上），并产生大量的化学废液和酸碱气体，非环境友好型生产方式。反应离子刻蚀技术（RIE）是最有发展前景的技术，它首先在硅片表面形成一层MASK（掩膜）再显影出表面织构模型，然后再利用反应离子刻蚀方法制备表面织构。用这种方法制备出的减反射绒面非常完美，表面反射率最低可降至0.4％，单多晶技术统一，生产工艺与设备都可移植于IC工业，如果生产成本能够进一步降低可望取代化学腐蚀方法而大规模使用。京瓷产业化17.2%~17.7%的多晶硅电池就是采用等离子刻蚀工艺的一个成功典范。

硅薄膜太阳能电池

薄膜太阳电池用硅量极少，更容易降低成本，根据目前测算，每瓦成本可降到1.2美元。同时,它既是一种高效能源产品，又是一种新型建筑材料，更容易与建筑完美结合。众所周知，目前制约太阳能电力大规模普及的，主要还是因为发电成本太高。最近国际上一份报告预测，到2010年，只要年日照时数达到2000小时，太阳能发电成本就将达到每度电10美分。要进行新型技术开发，譬如硅晶薄膜的开发。与晶硅太阳能电池相比，这种新型太阳电池比较容易降成本，因为它需要的硅片量比晶硅太阳能电池少100倍。目前，硅片占太阳能电池总成本的70%左右，如果薄膜太阳电池的转换率和晶硅太阳能电池相当，按硅片使用量可节省7-8倍的成本。硅薄膜电池已经到了产业化阶段，这种电池不用硅片，只需要1-2微米的硅，随着技术的不断成熟，硅晶太阳能电池必然为硅薄膜太阳能电池所取代。


图二：硅薄膜太阳能电池示意图