【正文】 使用。該技術(shù)目前屬于ASE公司所有 。一般可減少 V4硅材料的損失。該法能否正式進入工業(yè)化生產(chǎn)仍在實驗評估中。在晶體生長中固液界面的形狀會影響晶粒結(jié)構(gòu)的均勻性與材料的電性能，一般而言，水平形狀的固液界面較好。國為硅熔體冷凝時會牢固地粘附在 坩堝 的內(nèi)壁，若兩者的膨脹系數(shù)不同，硅固化時體積增加 9％，會使硅錠產(chǎn)生裂紋或破碎。常規(guī)采用內(nèi)圓切割（ ID） 法將硅錠切成硅片，該過程有 50％的硅材料損耗，成本昂貴。 典型的半導(dǎo)體級硅的制備過程：粉碎的冶金級硅在硫化床反應(yīng)器中與 HCI氣體混合并反應(yīng)生成三氯氫硅和氫氣， Si＋3HCI→SiHC1 3＋ H2。 硅主要以 SiO2形式存在于石英和砂子中。據(jù)稱，電池組件的主要成本是封裝玻璃，商業(yè)化后的發(fā)電成本可與煤電相比。嚴格說，后者不屬于薄膜電池技術(shù)，只能算作薄片化硅電池技術(shù)。5％。該工藝打破了多晶硅電池不適合采用高溫過程的傳統(tǒng)觀念。我國北京有色金屬研究總院及中科院感光化學(xué)研究所共同研制的在絲網(wǎng)印刷的多晶硅太陽電池上使用多孔硅也已達到接近實用的結(jié)果。 ? 鈍化是提高多晶硅質(zhì)量的有效方法。 1． 3多晶硅高效電池 ? 多晶硅太陽電池的出現(xiàn)主要是為了降低成本，其優(yōu)點是能 直接制備出適于規(guī)?；a(chǎn)的大尺寸方型硅錠 ， 設(shè)備比較簡單，制造過程簡單、省電、節(jié)約硅材料 ， 對材質(zhì)要求也較低。由于背面硼擴散一般造成高表面復(fù)合，局部鋁擴散被用來制作電池的表面接觸，2cmX2cm電池電池效率達到 23． 3％（ Voc=700mV， Isc－～ 41． 3mA， FF一0． 806）。位于背面的發(fā)射區(qū)被設(shè)計成點狀， 50181。m深的溝槽，將槽清洗后進行濃磷擴散。它用背面點接觸來代替 PESC電池的整個背面鋁合金接觸，并用TCA（ 氯乙烷）生長的 110nm厚的氧化層來鈍化電池的正表面和背表面。 ? 值得注意的是，目前所有效率超過 20％的電池都采用 深結(jié) 而不是淺結(jié)。 ? 此外，表面 V型槽和倒金字塔技術(shù)，雙層減反射膜技術(shù)的提高和陷光理論的完善也進一步減小了電池表面的反射和對紅外光的吸收。 1． 2晶硅太陽電池向高效化和薄膜化方向發(fā)展 ? 晶硅電池在過去 20年里有了很大發(fā)展，許多新技術(shù)的采用和引入使太陽電池效率有了很大提高。經(jīng)過改進的 M1S電池正面有 20一 40181。在一段時間里，淺結(jié)被認為是高效的關(guān)鍵技術(shù)之一而被采用。 ? 在太陽電池的整個發(fā)展歷程中，先后出現(xiàn)過各種不同結(jié)構(gòu)的電池，如肖特基（ Ms）電池， MINP電池；異質(zhì)結(jié)電池（如 ITO（ n）／ Si（ p）， aSi／ cSi， Ge／ Si） 等，其中 同質(zhì) pn結(jié)電池 結(jié)構(gòu)自始至終占主導(dǎo)地位，其它結(jié)構(gòu)對太陽電池的發(fā)展也有重要影響。 ? 硅太陽電池于 1958年首先在航天器上得到應(yīng)用。 ? 因此關(guān)于鑄造多晶硅中缺陷和雜質(zhì)規(guī)律的研究，以及工藝中采用合適的吸雜，鈍化工藝是進一步提高鑄造多晶硅電池的關(guān)鍵 。常規(guī)太陽電池簡單裝置如圖 1所示。 ? 我國的一些電視臺也已用太陽能電池為電源，投資省，使用方便，很受歡迎 。 ? 在建造太陽能電池發(fā)電站上，許多國家也取得了較大進展。 ? 以太陽能電池作為電源可以使衛(wèi)星安全工作達 20年之久，而化學(xué)電池只能連續(xù)工作幾天。 ? 制造太陽電池的半導(dǎo)體材料已知的有十幾種，因此太陽電池的種類也很多。 ? 半導(dǎo)體 硅 原子的外層有 4個電子，按固定軌道圍繞原子核轉(zhuǎn)動。 弱光照下， Isc與 E有線性關(guān)系 。設(shè) N區(qū)中空穴在壽命 τp的時間內(nèi)擴散距離為 Lp， P區(qū)中電子在壽命 τn的時間內(nèi)擴散距離為Ln。因 P區(qū)產(chǎn)生的光生空穴， N區(qū)產(chǎn)生的光生電子屬多子，都被勢壘阻擋而不能過結(jié)。 ? 在內(nèi)建電場作用下， EFN將連同整個 N區(qū)能帶一起下移， EFP將連同整個 P區(qū)能帶一起上移，直至將費米能級拉平為 EFN=EFP， 載流子停止流動為止。 在 PN區(qū)交界面處因存在載流子的濃度差，故彼此要向?qū)Ψ?擴散 。 ? 多晶硅的風(fēng)險愈演愈烈，施正榮再度掌舵方向，進入薄膜太陽能領(lǐng)域。遠超福布斯 2022年中國首富榮智健的 美元與胡潤百富榜首富黃光裕的 140億元人民幣，成為中國新的首富。 1986年畢業(yè)于中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所，獲碩士學(xué)位。 ? 1992年，美國政府頒布了新的光伏發(fā)電計劃，制定了宏偉的發(fā)展目標(biāo) 。 物理前沿知識講座 主講人：王怡、趙昶、李東臨等 第一講：太陽能光伏技術(shù) 1．太陽能概況 ? 太陽能是各種可再生能源中最重要的 基本能源 ，生物能、風(fēng)能、海洋能、水能等都來自太陽能，廣義地說，太陽能包含以上各種可再生能源。 ? 1980年又正式將光伏發(fā)電列入公共電力規(guī)劃，累計投入達 8億多美元。 施正榮 光伏界的“比爾蓋茨 ” 出生于 1963年 2月 1983年畢業(yè)于長春理工大學(xué) (原長春光學(xué)精密機械學(xué)院 )，獲學(xué)士學(xué)位。 ? ? 2022年，在 《 福布斯 》 雜志“全球富豪榜”上，無錫尚德太陽能電力有限公司董事長兼 CEO施正榮以 22億美元排名第 350位。 4月，尚德電力打入日本市場，收購日本最大的光伏組件制造商之一的 MSK公司，并且向 Socovoltaic系統(tǒng)公司供應(yīng) 230MSK光伏玻璃板，用于設(shè)計、制造和設(shè)置一體化光伏（ BIPV） 系統(tǒng)。由于雜質(zhì)的激活能量 ΔE很小，在室溫下雜質(zhì)差不多都電離成受主離子 NA和施主離子 ND+。同時產(chǎn)生 內(nèi)建電場 ，內(nèi)建電場方向為從 N區(qū)指向 P區(qū) 。但能引起光伏效應(yīng)的只能是本征吸收所激發(fā)的少數(shù)載流子。 實際上，并非所產(chǎn)生的全部光生載流子都對光生電流有貢獻。 ? Uoc與 Isc是光照下 PN結(jié)的兩個重要參數(shù)，在一定溫度下， Uoc與光照度 E成對數(shù)關(guān)系，但最大值不超過接觸電勢差 UD。太陽能電池是利用 光電轉(zhuǎn)換原理 使太陽的輻射光通過半導(dǎo)體物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N器件，這種光電轉(zhuǎn)換過程通常叫做“ 光生伏特效應(yīng) ”，因此太陽能電池又稱為 “光伏電池” ? 用于太陽能電池的 半導(dǎo)體 材料是一種介于導(dǎo)體和絕緣體之間的特殊物質(zhì)，和任何物質(zhì)的原子一樣，半導(dǎo)體的原子也是由帶正電的原子核和帶負電的電子組成。這種現(xiàn)象就是上面所說的“光生伏特效應(yīng)” ? 如果這時分別在 P型層和 N型層焊上金屬導(dǎo)線，接通負載，則外電路便有電流通過，如此形成的一個個電池元件，把它們串聯(lián)、并聯(lián)起來，就能產(chǎn)生一定的電壓和電流，輸出功率。 ? 我國 1958年開始進行太陽能電池的研制工作 ? 1971年將研制的太陽能電池用在了發(fā)射的第二顆衛(wèi)星上。另外，太陽能汽車也發(fā)展很快。 ? 日本則側(cè)重把太陽能電池應(yīng)用于汽車的自動換氣裝置、空調(diào)設(shè)備等民用工業(yè)。 太陽能電池就是利用光伏效應(yīng)將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種裝置。 ? 鑄造多晶硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率略低于直拉單晶硅太陽能電池，材料中的各種 缺陷 ，如晶界、位錯、微缺陷，和材料中的雜質(zhì)碳和氧，以及工藝過程中玷污的過渡族金屬被認為是電池轉(zhuǎn)換效率較低的關(guān)鍵原因。 ? 貝爾實驗室 Chapin等人 1954年開發(fā)出效率為 6％的單晶硅光電池，現(xiàn)代硅太陽電池時代從此開始。以各種高效電池為代表，電池效率大幅度提高，商業(yè)化生產(chǎn)成本進一步降低，應(yīng)用不斷擴大。m） 密柵（ 30／ cm）、 減 反射（ Ta2O5— 短波透過好）而獲得高效率。 ? 其中 1層起到減少表面復(fù)合的作用。 ? （ 7） 聚光電池 —— 聚光電池的特點是電池面積小，從而可以降低成本，同時在高光強下可以提高電池開路電壓，從而提高轉(zhuǎn)換效率，因此聚光電池一直受到重視。 熱氧化鈍化表面技術(shù)已使表面態(tài)密度降到 10cm2以下，表面復(fù)合速度降到100cm／ s以下。m左右。 PERC和 PERL電池成功地解決了這個問題。m寬、 40181。電池正面采用由光刻制成的金字塔（絨面）結(jié)構(gòu)。 （ 3）德國 Fraunhofer太陽能研究所的深結(jié)局部背場電池（ LBSF） ? LBSF的結(jié)構(gòu)與 PERL電池類似，也采用TCA氧化層鈍化和倒金字塔正面結(jié)構(gòu)。北京市太陽能研究所“九五”期間在北京市政府支持下開展了高效電池研究，電池前面有倒金字塔織構(gòu)化結(jié)構(gòu)，2cmX2cm電池效率達到了 19． 8％，大面（ 5cmX5cm） 激光刻槽埋柵電池效率達到了 18． 6％。近幾年在吸雜上的工作證明，它對高效單晶硅太陽電池及多晶硅太陽電池都會產(chǎn)生一定的作用。 ? 多孔硅作為多晶硅太陽電池的減反射膜具有實用意義，其減反射的作用已能與雙重減反射膜相比，所得多晶硅電池的效率也能達到 ％。多晶硅片由意大利 Eurosolare提供， lcm2電池的效率 ,達到 ％，這是目前水平最高的多晶硅電池的研究結(jié)果。北京市太陽能研究所在“九五”期間開展了多晶硅電池研究，1cm2電池效率達到 14 ? 另一方面，采用薄片硅技術(shù)，避開拉制單晶硅或澆鑄多晶硅、切片的昂貴工藝和材料浪費的缺點，達到降低成本的目的。薄膜采用 CVD 工藝沉積，襯底為 玻璃 ，通過激光刻槽和化學(xué)鍍實現(xiàn)接觸、互聯(lián)和集成。 2． 1． 1單晶硅材料 單晶硅材料制造要經(jīng)過如下過程：石英砂一冶金級硅一提純和精煉一沉積多晶硅錠一單晶硅一硅片切割。電子級硅的雜質(zhì)含量約 1010％以下。 區(qū)熔法可以獲得高純無缺陷單晶。 鑄錠法中需要解決的主要問題是：（ 1）盛硅容器的材質(zhì)。 與此同時，硅錠質(zhì)量也得到明顯的改進，經(jīng)過工藝優(yōu)化和 坩堝 材質(zhì)改進，使缺陷及雜質(zhì)、氧、碳含量減少。 固化及冷卻時所產(chǎn)生的熱應(yīng)力是影響硅錠質(zhì)量的主要參數(shù)，應(yīng)不斷優(yōu)化和改進。多線切割機采用鋼絲帶動碳化硅磨料來進行切割硅片，切損只有 0． 22mm， 硅片可切薄到0． 2mm， 且切割的損傷小，可減少腐蝕的深度。電池效率 13％一 15％。 ? （ 3） De1aware大學(xué)多晶片狀硅制造技術(shù) （ 特拉華州立大學(xué) ） ? 該技術(shù)基于液相外延工藝，襯底為廉價陶瓷。 該方法在技術(shù)上具有一定的特色，但要降低成本在技術(shù)上仍有許多困難。lppm的水平，經(jīng)過再凝固硅中的金屬雜質(zhì)含量可降到 ppb的水平。商業(yè)化多晶硅電池效率在 11一 14％之間。 1999年生產(chǎn)成本降到 1． 79美元／ Wp， 在 1994年的水平上降低 60％。 ?快速發(fā)展的屋頂計劃、各種減免稅政策和補貼政策以及逐漸成熟的綠色電力價格為 PV市場的發(fā)展提供了堅實的發(fā)展基礎(chǔ)。但由于光伏發(fā)電成本高，目前尚不能與常規(guī)發(fā)電相比。面對這樣一個將被開發(fā)的巨大市場，我國的光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)必須加快發(fā)展步伐。美國新安裝量為 342MW。然而，這種快速增長取決于市場中不斷加入的國家實施正確的政策。國際能源組織（ IEA）＋ 1991和 1997相繼兩次起動建筑光伏集成計劃，獲得很大成功，建筑光伏集成有許多優(yōu)點 ： ①具有高技術(shù)、無污和自供電的特點，能夠強化建筑物的美感和建筑質(zhì)量； ②光伏部件是建筑物總構(gòu)成的一部分，除了發(fā)電功能外，還是建筑物耐候的外部蒙皮，具有多功能和可持續(xù)發(fā)展的特征； ③分布型的太陽輻射和分布型的建筑物互相匹配； ④建筑物的外殼能為光伏系統(tǒng)提供足夠的面積； ⑤不需要額外的昂貴占地面積，省去了光伏系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu)，省去了輸電費用； 4． 2 PV產(chǎn)業(yè)向百兆瓦級規(guī)模和更高技術(shù)水平發(fā)展 4． 3下世紀(jì)前半期光伏發(fā)電將超過核電 4． 4 PV發(fā)電成本下降趨勢