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多晶电池片的定义


多晶硅薄膜太阳能电池片

通常的晶体硅太阳能电池片是在厚度350~450μm的高质量硅片上制成的,这种硅片从提拉或浇铸的硅锭上锯割而成。因此实际消耗的硅材料更多。为了节省材料,人们从70年代中期就开始在廉价衬底上沉积多晶硅薄膜,但由于生长的硅膜晶粒大小,未能制成有价值的太阳能电池片。为了获得大尺寸晶粒的薄膜,人们一直没有停止过研究,并提出了很多方法。目前制备多晶硅薄膜电池多采用化学气相沉积法,包括低压化学气相沉积(LPCVD)和等离子增强化学气相沉积(PECVD)工艺。此外,液相外延法(LPPE)和溅射沉积法也可用来制备多晶硅薄膜电池。化学气相沉积主要是以SiH2Cl2、SiHCl3、Sicl4或SiH4,为反应气体,在一定的保护气氛?#36335;?#24212;生成硅原子并沉积在加热的衬底上,衬底材料一般选用Si、SiO2、Si3N4等。

但研究发现,在非硅衬底上很?#30740;?#25104;较大的晶粒,并且容易在晶粒间形成空隙。解决这一问题办法是先用LPCVD在衬底上沉炽一层较薄的非晶硅层,再将这层非晶硅层退火,得?#27975;?#22823;的晶粒,然后再在这层籽晶上沉积厚的多晶硅薄膜,因此,再结晶?#38469;?#26080;疑是很重要的一个?#26041;冢?#30446;前采用的?#38469;?#20027;要有固相结晶法和中区熔再结晶法。多晶硅薄膜电池除采用了再结晶工艺外,另外采用了几乎所有制备单晶硅太阳能电池片的?#38469;酰?#36825;样制得的太阳能电池片转换效率明显提高。德国费莱堡太阳能研究所采?#20204;?#39302;再结晶?#38469;?#22312;FZSi衬底上制得的多晶硅电池转换效率为19%,日本三菱公司用该法制备电池,效率达16.42%。液相外延(LPE)法的原理是通过将硅熔融在母体里,降低温度析出硅膜。美国Astropower公司采用LPE制备的电池效率达12.2%。

中国光电发展?#38469;?#20013;心的陈哲良采用液相外延法在冶金级硅片上生长出硅晶粒,并设计了一种类似于晶体硅薄膜太阳能电池片的新型太阳能电池片,称之为“硅粒”太阳能电池片,但有关性能方面的报道还未见到。多晶硅薄膜电池由于所使用的硅远?#31995;?#26230;硅少,又无效率衰退问题,并且有可能在廉价衬底材料上制备,其成本远低于单晶硅电池,而效率高于非晶硅薄膜电池,因此,多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电地市场上占据主导地位。

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