薄膜晶體硅太陽能電池行業(yè)報告(已修改)
2025-06-02 08:54 本頁面
【正文】 薄膜晶體硅太陽能電池的潛力 如果 效率 和成本目標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn)， 薄膜晶體硅 太陽能電池 有潛力替代目前在光 伏市場上占主導(dǎo)地位的多晶硅太陽能電池。 目前在工業(yè)上，硅的成本大約占硅太陽能電池生產(chǎn)成本的一半。為減少硅的消耗量，光伏（ PV）產(chǎn)業(yè)正期待著一些處于研究開發(fā)中的選擇方案。其中最顯然的一種就是轉(zhuǎn)向更薄的硅 襯底 ?，F(xiàn)在，用于太陽能電池生產(chǎn)的硅襯底厚度略大于 200mm，而襯底厚度略小于100mm的技術(shù)正在開發(fā)中。為使硅有源層薄至 520 mm，可以在成本較低的硅襯底上淀積硅有源層， 這樣制得的電池被稱為薄膜晶體硅太陽能電池。為使其具有工業(yè)可行性，主要的挑戰(zhàn)是在適于大規(guī)模生產(chǎn)的 工藝 中，怎樣找到提高效率和降低成本之間的理想平衡。已經(jīng)存在幾種制造硅有源層的技術(shù) 1，本文將討論其中的三種。 薄膜 PV 基礎(chǔ) 第一種技術(shù)是制作外延（ epitaxial）薄膜太陽能電池（圖 1），從高摻雜的晶體硅片（例如優(yōu)級冶金硅或廢料）開始，然后利用化學(xué)氣相淀積（ CVD）方法來淀積 外延層。除成本和可用性等優(yōu)勢以外，這種方法還可以使硅太陽能電池從基于硅片的技術(shù)逐漸過渡到薄膜技術(shù)。由于具有與傳統(tǒng)體硅工藝類似的工藝過程，與其它的薄膜技術(shù)相比，這種技術(shù)更容易在 現(xiàn)有工藝線上實現(xiàn)。 第二種是基于層轉(zhuǎn)移（ layer transfer）的薄膜太陽能電池技術(shù)，它在多孔硅薄膜上外延淀積單晶硅層，從而可以在工藝中的某一點將單晶硅層從襯底上分離下來。這種技術(shù)的思路是多次重復(fù)利用母襯底，從而使每個太陽能電池的最終硅片成本很低。正在研究中的一種有趣的選擇方案是在外延之前就分離出多孔硅薄膜，并嘗試無支撐薄膜工藝的可能性。 最后一種是薄膜多晶硅太陽能電池，即將一層厚度只有幾微米的晶體硅淀積在便宜的異 質(zhì)襯底上，比如陶瓷（圖 2）或高溫玻璃等。晶粒尺寸在 1100mm之間的多晶硅薄膜是一種很好的選擇。我們已經(jīng)證實，利用非晶硅的鋁誘導(dǎo)晶化可以獲得高質(zhì)量 的多晶硅太陽能電池。這種工藝可以獲得平均晶粒尺寸約為 5 mm的很薄的多晶硅層。接著利用生長速率超過1 mm/min 的高溫 CVD 技術(shù)，將種子層外延生長成幾微米厚的吸收層，襯底為陶瓷氧化鋁或玻璃陶瓷。選擇熱 CVD
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