多晶硅薄膜太阳能电池的衬底材料和制备工艺.doc

------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————多晶硅薄膜太阳能电池的衬底材料和制备工艺 pdf 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT ,或下载源文件到本机查看。第34卷 2005年增刊 I6月稀有金属材料与工程 RARE ET LM AMA. TE ALS ND NGI RIAE NEE NG RI Vl4Spl o., Jn0520ue 多晶硅薄膜太阳能电池的衬底材料和制备工艺张立明' , 李海峰 2,黄勇', 张厚兴', 万之坚' , 2,2,许颖3, 王文静(1. 清华人学材料科学与工程系, 北京 10) 08 04 (. 清华大学深圳研究生院, 广东深圳 585) 2 107 (. 北京市太阳能研究所, 北京 108) 3 003 摘要: 研究了太阳能电池的发展历程, 详细介绍了多晶硅薄膜太阳能电池的各种工艺, 阐述了在实际研究过程中沉积大晶粒多晶硅薄膜的技术路线和」艺, 并对多晶硅薄膜太阳能电池的研究趋势做了展望_ 关键词: 陶瓷衬底:多n 硅薄膜:太阳能电池 ip 中图法分类号:T 141 文献标识码:A 文章编号:10-8X 20 )106-3 0215(058-440 ------------------------------------------------------------------------------------------------ —————————————————————————————————————— 1引言须要大幅度地降低成本. 薄膜太阳能电池在降低成本方面比品体太阳能电池具有更大的优势: 一是实现薄膜化后, 可极大地节省昂贵的半导体材料; 一是薄膜电池的材料制备和电池同时形成, 因此节省了许多工照射在地球上的太阳能非常巨大,每3 阳向 d太地球辐射的能量, 就相当于地球所有矿物燃料能量的总和; 大约 4 mi 照射在地球上的太阳能,0n 便足以供全球人类 l 能量的消费,a是真正取之不尽, 用之不竭的能源. 太阳能电池可将太阳能直接转化成电能供人类使用, 是利用太阳能资源的有效方式, 在使用中不会产生任何有害物质, 是一种无污染的产品. 另外太阳能电池还具有系统运行可靠, 长寿命, 安装使用方便等优点, 所以,太阳能电池在解决能源与环境问题方面倍受青睐,是尸种有着极好市场前景的产品,被誉为是理想的能源 20年诺贝尔革新奖获得者, 02 澳大利亚新南威尔十大学的马」格林教授把人阳能电池划分为三代:一第一代是传统的晶体硅材料太阳能电池:第一代是方兴未艾的薄膜太阳能电池;第三代则是处于设想中的新型高效太阳能电池, 包括叠层电池, 热载流子电池等到1 前为止晶体硅(1 包括单品硅及多晶硅) 太阳能电池始终占有太阳能电池市场份额的 8% 以卜其5, 优异的特性己为众多成功的应用所证实. 常规品体硅------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————序; 三是薄膜太阳能电池采用廉价衬底( 陶瓷, 不锈钢等)可以获得大面积的电池组件, 减少组件间串并联, 带来的效率损耗. 目前研究比较深入的薄膜太阳能电池主要有硅基太阳能电池和铜锢锡, 硫化福等化合物半导体薄膜电池. 非晶硅薄膜太阳能电池虽在成本上具有一定优势, 但光衰退效应严重制约了其发展空间, 一些理论问题也有待进一步探索而铜锢锡. 蹄化锅等化合物薄膜电池, 也因为锢兀素含量稀少, 锅元素有剧毒等问题, , 效率稳定, 原材料丰富的多晶硅薄膜太阳能电池成为最有希望取得成功的第二代太阳能电池. 清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室在国内首次将 ZR(M 区熔再结品) 方法应用到陶瓷衬底多晶硅薄膜太阳能电池的土艺中,可以得到厘米量级的晶粒, 并且在一定的技术处理和工艺条件的配合下可以得到比较一致的晶粒取向. 太阳能电池组件中硅片的成本约占 50-0 1硅5 6%1 0, 片的来源主要有: 直拉单晶硅, 浇铸/ 向凝固多晶硅,定 2 多晶硅薄膜电池衬底和沉积工艺在太阳能电池中,吸收太阳光能量所需的半导体膜的厚度是很薄的. 对硅来说, 在太阳光谱峰值附近 50 -0n0n 60, 吸收系数值为 10m 数量级,