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太阳能电池材料,功能材料,课程论文
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太阳能电池材料
摘要： 摘要：倡导绿色环保，清洁高效，清洁能源是当今的时代主题，越来越受到各国 的广泛关注的太阳能材料可能将引领未来的能源材料领域。 本文着重简绍几种广 泛应用和极大开发价值的太阳能电池材料及其制备技术。 关键词： 关键词 太阳能材料 单晶硅材料电池 多晶硅材料电池 非晶硅薄膜 化合物 薄膜 效率 本钱 引言： 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开展最快， 最具活力的研究领域， 是其中最受瞩目的工程之一。为此，人们研制和开发了 太阳能电池。制作太阳能电池主要是以半导体材料为根底，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响，根据所用材料的不同，太阳能电池材料 可分为：1、硅太阳能电池材料；2、以无机盐如***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大阳能电池；4、 纳米晶材料太阳能电池等。不管以何种材料来制作电池，对太阳能电池材料一般 的要求有：1、半导体材料的禁带不能太宽；②要有较高的光电转换效率：3、材 料本身对环境不造成污染；4、材料便于工业化生产且材料性能稳定。基于以上 几个方面考虑，硅是最理想的太阳能电池材料，这也是太阳能电池以硅材料为主 的主要原因。但随着新材料的不断开发和相关技术的开展，以其它村料为根底的 太阳能电池也愈来愈显示出诱人的前景。 本文简要地综述了太阳能电池的种类及 其研究现状，并讨论了太阳能电池的开展及趋势。 1 硅系材料太阳能电池 单晶硅材料太阳能电池 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。现在单晶硅的电池工艺己近成熟，在电池制作中，一般都采用外表织构 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外表微构造处理和分区掺杂工 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外表织构化，制成倒金字塔构造。并在外表把一 13nm。厚的氧化物钝化层与两层减反射涂层相结合．通过改良了的电镀过程增 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展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〕转换效率到达 %，刻槽埋 栅电极晶体硅材料制成的电池〔5cm X 5cm〕转换效率达 %。 单晶硅太阳能电池转换效率无疑是最高的， 在大规模应用和工业生产中仍占 据主导地位，但由于受单晶硅材料价格及相应的繁琐的电池工艺影响，致使单晶
硅本钱价格居高不下，要想大幅度降低其本钱是非常困难的。 为了节省高质量材料，寻找单晶硅电池材料的替代产品，现在开展了薄膜太 阳能电池材料， 其中多晶硅薄膜太阳能电池材料和非晶硅薄膜太阳能电池材料就 是典型代表。 1．2 多晶硅薄膜材料电池 通常的晶体硅太阳能电池是在厚度 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 年代中期就开场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