太陽(yáng)能是人類(lèi)的最好能源,，它取之不盡用之不竭而且可以再生的特征抉擇了它必將成為人類(lèi)最便宜和適用的能源,。太陽(yáng)能電池板是潔凈能源,，沒(méi)有任何情形污染。大陽(yáng)能光電近些年成長(zhǎng)很快,，是最具活力的研究規(guī)模,，也是最受矚目標(biāo)項(xiàng)目之一。  

制作太陽(yáng)能電池板的要領(lǐng)首要是以半導(dǎo)體原料為基本,，其事變道理是操作光電原料接收光能后產(chǎn)生光電于轉(zhuǎn)換回響,，按照所用原料的差異，可分為：硅基太陽(yáng)能電池和薄膜太陽(yáng)能電池,，本日首要給各人講硅基太陽(yáng)能電池板,。

一、硅太陽(yáng)能電池板

1．硅太陽(yáng)能電池事變道理與布局圖太陽(yáng)能電池發(fā)電的道理首要是半導(dǎo)體的光電效應(yīng),，一樣平常的半導(dǎo)體首要布局如下：

　　圖中,，正電荷暗示硅原子，負(fù)電荷暗示環(huán)繞在硅原子旁邊的四個(gè)電子,。當(dāng)硅晶體中摻入其他的雜質(zhì),，如硼、磷等,，當(dāng)摻入硼時(shí),，硅晶體中就會(huì)存在著一個(gè)空穴，它的形成可以參照下圖：

　　圖中,，正電荷暗示硅原子,，負(fù)電荷暗示環(huán)繞在硅原子旁邊的四個(gè)電子。而黃色的暗示摻入的硼原子，由于硼原子周?chē)挥?個(gè)電子,，以是就會(huì)發(fā)生入圖所示的藍(lán)色的空穴,，這個(gè)空穴由于沒(méi)有電子而變得很不不變，輕易接收電子而中和,，形成P（positive）型半導(dǎo)體,。同樣，摻入磷原子往后,，由于磷原子有五個(gè)電子，以是就會(huì)有一個(gè)電子變得很是活潑,，形成N（negative）型半導(dǎo)體,。黃色的為磷原子核，赤色的為多余的電子,。如下圖,。 

P型半導(dǎo)體中含有較多的空穴，而N型半導(dǎo)體中含有較多的電子,，這樣,，當(dāng)P型和N型半導(dǎo)體團(tuán)結(jié)在一路時(shí)，就會(huì)在打仗面形成電勢(shì)差,，這就是PN結(jié),。 

         當(dāng)P型和N型半導(dǎo)體團(tuán)結(jié)在一路時(shí)，在兩種半導(dǎo)體的接壤面地區(qū)里會(huì)形成一個(gè)非凡的薄層),，界面的P型一側(cè)帶負(fù)電,，N型一側(cè)帶正電。這是因?yàn)镻型半導(dǎo)體多空穴,，N型半導(dǎo)體多自由電子,，呈現(xiàn)了濃度差。N區(qū)的電子會(huì)擴(kuò)散到P區(qū),，P區(qū)的空穴會(huì)擴(kuò)散到N區(qū),，一旦擴(kuò)散就形成了一個(gè)由N指向P的“內(nèi)電場(chǎng)”，從而阻止擴(kuò)散舉辦,。到達(dá)均衡后,，就形成了這樣一個(gè)非凡的薄層形成電勢(shì)差，這就是PN結(jié),。

        當(dāng)晶片受光后,，PN結(jié)中，N型半導(dǎo)體的空穴往P型區(qū)移動(dòng),，而P型區(qū)中的電子往N型區(qū)移動(dòng),，從而形成從N型區(qū)到P型區(qū)的電流。然后在PN結(jié)中形成電勢(shì)差，這就形成了電源,。(如下圖所示）

         因?yàn)榘雽?dǎo)體不是電的良導(dǎo)體,，電子在通過(guò)p－n結(jié)后假如在半導(dǎo)體中活動(dòng)，電阻很是大,，消費(fèi)也就很是大,。但假如在上層所有涂上金屬，陽(yáng)光就不能通過(guò),，電流就不能發(fā)生,，因此一樣平常用金屬網(wǎng)格包圍p－n結(jié)（如圖 梳狀電極），以增插手射光的面積,。         其它硅外貌很是灼爍,，會(huì)反射掉大量的太陽(yáng)光，不能被電池操作,。為此,，科學(xué)家們給它涂上了一層反射系數(shù)很是小的掩護(hù)膜（如圖），現(xiàn)實(shí)家產(chǎn)出產(chǎn)根基都是用化學(xué)氣相沉積沉積一層氮化硅膜,，厚度在1000埃閣下,。將反射喪失減小到5％乃至更小。一個(gè)電池所能提供的電流和電壓事實(shí)有限,，于是人們又將許多電池（凡是是36個(gè)）并聯(lián)或串聯(lián)起來(lái)行使,，形成太陽(yáng)能光電板。         2．硅太陽(yáng)能電池的出產(chǎn)流程凡是的晶體硅太陽(yáng)能電池是在厚度350～450μm的高質(zhì)量硅片上制成的,，這種硅片從提拉或澆鑄的硅錠上鋸割而成,。

上述要領(lǐng)現(xiàn)實(shí)耗損的硅原料更多。為了節(jié)減原料,，今朝制備多晶硅薄膜電池多回收化學(xué)氣相沉積法,，包羅低壓化學(xué)氣相沉積（LPCVD）和等離子加強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（PECVD）工藝。另外,，液相外延法（LPPE）和濺射沉積法也可用來(lái)制備多晶硅薄膜電池,。 

;     化學(xué)氣相沉積首要是以SiH2Cl2、SiHCl3,、SiCl4或SiH4,為回響氣體,在必然的掩護(hù)空氣下回響天生硅原子并沉積在加熱的襯底上,，襯底原料一樣平常選用Si、SiO2,、Si3N4等,。但研究發(fā)明，在非硅襯底上很難形成較大的晶粒,，而且輕易在晶粒間形成曠地,。辦理這一題目步伐是先用 LPCVD在 襯底上沉積一層較薄的非晶硅層,，再將這層非晶硅層退火，獲得較大的晶粒,，然后再在這層籽晶上沉積厚的多晶硅薄膜,，因此，再結(jié)晶技能無(wú)疑是很重要的一個(gè)環(huán) 節(jié),，今朝回收的技能首要有固相結(jié)晶法和中區(qū)熔再結(jié)晶法,。多晶硅薄膜電池除回收了再結(jié)晶工藝外，其它回收了險(xiǎn)些全部制備單晶硅太陽(yáng)能電池的技能,，這樣制得的 太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換服從明明進(jìn)步,。

　現(xiàn)階段以光電效應(yīng)事變的薄膜式太陽(yáng)能電池為主流，而以光化學(xué)效應(yīng)事變的濕式太陽(yáng)能電池則還處于抽芽階段,。 

　　環(huán)球太陽(yáng)能電池財(cái)富近況 

　　據(jù)Dataquest的統(tǒng)計(jì)資料表現(xiàn),今朝全天下共有136 個(gè)國(guó)度投入遍及應(yīng)用太陽(yáng)能電池的高潮中,個(gè)中有95 個(gè)國(guó)度正在大局限地舉辦太陽(yáng)能電池的研制開(kāi)拓,起勁出產(chǎn)各類(lèi)相干的節(jié)能新產(chǎn)物,。1998年,全天下出產(chǎn)的太陽(yáng)能電池,其總的發(fā)電量達(dá)1000兆瓦,1999年達(dá) 2850兆瓦。2000年,環(huán)球有快要4600 家廠商向市場(chǎng)提供光電池和以光電池為電源的產(chǎn)物,。 

　　今朝,很多國(guó)度正在制訂中恒久太陽(yáng)能開(kāi)拓打算,籌備在21世紀(jì)大局限開(kāi)拓太陽(yáng)能,，美國(guó)能源部推出的是國(guó)度光伏打算, 日本推出的是陽(yáng)光打算,。NREL光伏打算是美國(guó)國(guó)度光伏打算的一項(xiàng)重要的內(nèi)容,，該打算在單晶硅和高級(jí)器件、薄膜光伏技能,、PVMaT,、光伏組件以及體系機(jī)能和工程、 光伏應(yīng)用和市場(chǎng)開(kāi)拓等5個(gè)規(guī)模開(kāi)展研究事變,。 

　　美國(guó)還推出了"太陽(yáng)能路燈打算",旨在讓美國(guó)一部門(mén)都市的路燈都改為由太陽(yáng)能供電,按照打算,每盞路燈每年可節(jié)電 800 度,。日本也正在實(shí)驗(yàn)太陽(yáng)能"7萬(wàn)套工程打算"， 日本籌備遍及的太陽(yáng)能住宅發(fā)電體系,首要是裝設(shè)在住宅屋頂上的太陽(yáng)能電池發(fā)電裝備,家庭用剩余的電量還可以賣(mài)給電力公司,。一個(gè)尺度家庭可安裝一部發(fā)電3000瓦的體系,。歐洲則將研究開(kāi)拓太陽(yáng)能電池列入聞名的"尤里卡"高科技打算，推出了"10萬(wàn)套工程打算",。 這些以遍及應(yīng)用光電池為首要內(nèi)容的"太陽(yáng)能工程"打算是今朝敦促太陽(yáng)能光電池財(cái)富大成長(zhǎng)的重要?jiǎng)恿χ弧?nbsp;

　　日本,、韓國(guó)以及歐洲地域總共8個(gè)國(guó)度最近抉擇聯(lián)袂相助,在亞洲本地及非洲戈壁地域建樹(shù)天下上局限最大的太陽(yáng)能發(fā)電站,他們的方針是將占環(huán)球陸地面積約1/4的戈壁地域的長(zhǎng)時(shí)刻日照資源有用地操作起來(lái),為30萬(wàn)用戶提供100萬(wàn)千瓦的電能。打算將從2001年開(kāi)始,，花4年時(shí)刻完成,。 

　　今朝,美國(guó)和日本活著界光伏市場(chǎng)上占據(jù)最大的市場(chǎng)份額。 美國(guó)擁有天下上最大的光伏發(fā)電廠,其功率為7MW,日本也建成了發(fā)電功率達(dá)1MW的光伏發(fā)電廠,。全天下總共有23萬(wàn)座光伏發(fā)電裝備,以色列,、澳大利亞、新西蘭居于領(lǐng)先職位,。 

　　20世紀(jì)90年月以來(lái),環(huán)球太陽(yáng)能電池行業(yè)以每年15%的增幅一連不絕地成長(zhǎng),。據(jù)Dataquest宣布的最新統(tǒng)計(jì)和猜測(cè)陳訴表現(xiàn),美國(guó),、日本和歐美家產(chǎn)發(fā)家國(guó)度在研究開(kāi)拓太陽(yáng)能方面的總投資, 1998年達(dá)570億美元;1999年646億美元;2000年700億美元;2001年將達(dá)820億美元;2002年有望打破1000億美元。 

　　我國(guó)太陽(yáng)能電池財(cái)富近況 

　　我國(guó)對(duì)太陽(yáng)能電池的研究開(kāi)拓事變高度重視,早在七五時(shí)代,非晶硅半導(dǎo)體的研究事變已經(jīng)列入國(guó)度重大課題;八五和九五時(shí)代,我國(guó)把研究開(kāi)拓的重點(diǎn)放在大面積太陽(yáng)能電池等方面,。2003年10月,，國(guó)度發(fā)改委、科技部擬定出將來(lái)5年太陽(yáng)能資源開(kāi)拓打算,，發(fā)改委&qu

ot;光亮工程"將籌資100億元用于推進(jìn)太陽(yáng)能發(fā)電技能的應(yīng)用,，打算到2005年世界太陽(yáng)能發(fā)電體系總裝機(jī)容量到達(dá)300兆瓦。  

自制太陽(yáng)能電池板原理和制作(第1頁(yè))(2)