半导体(电子)及太阳能电池材料多晶硅

在简述太阳能电池原理和发展的基础上,分析了太阳能电池用多晶硅的生产方法.认为:改良的熔盐电解法和熔盐三层电解精炼法有可能直接制取太阳能级多晶硅,此法一旦研究成功,将大幅度地降低太阳能级多晶硅生产成本,应引起人们的关注.

多晶硅太阳能电池 摘要 在全球气候变暖、人类生态环境恶化、常规能源短缺并造成环境污染的 形势下，可持续发展战略普遍被世界各国接受。光伏能源以其具有充分的清 洁性、绝对的安全性、资源的相对广泛性和充足性、长寿命以及免维护性等 其它常规能源所不具备的优点，被认为是二十一世纪最重要的新能源。 由于不可再生能源的减少和环境污染的双重压力，使得光伏产业迅猛发 展；太阳电池的发展也日新月异。太阳能电池的发展历程，详细介绍了多晶 硅太阳能电池的各种工艺，多晶硅太阳能电池的结构、特点，以及多晶硅的 制备方法，并展望了多晶硅太阳能电池的研究趋势。 关键词：多晶硅太阳能电池发展趋势 1 多晶硅太阳能电池 目录 绪言............................................................3 一.太阳能电池概述..................

多晶硅太阳能电池制作工艺概述 [雁舞白沙发表于2005-10-1618:11:00] 孙铁囤陈东崔容强袁哓 上海交通大学应用物理系太阳能所上海空间电源研究所 摘要大规模开发和利用光伏太阳能发电,提高电池的光电转换效率和降低生 产成本是其核心所在，由于近十年人们对太阳电池理论认识的进一步深入、生产 工艺的改进、ic技术的渗入和新电池结构的出现，电池的转换效率得到较大的 提高，大规模生产上，多晶硅电池的转换效率已接近单晶硅电池，在非晶硅电池 稳定性问题未取得较大进展时，多晶硅电池受到人们的关注，其世界产量已接近 单晶硅，本文对目前多晶硅太阳电池的工艺发展分别从实验室工艺和规模化生产 两个方面作了比较系统的描述。 1绪论 众所周知，利用太阳能有许多优点，光伏发电将为人类提供主要的能源，但目前 来讲，要使太阳能发电具有较大的市场，被广大的消费

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利用最先进的光谱分析技术,并结合现有的高效太阳能电池,美国德拉瓦大学研制成功新型多晶硅太阳能电池,其光电转化效率是目前最先进光伏太阳能电池的两倍,美国政府正积极推进这项新技术的产业化。

多晶硅太阳能电池研究进展

太阳能电池光电转换原理主要是利用太阳光射入太阳能电池后产生电子电洞对，利用 p-n接面的电场将电子电洞对分离,利用上下电极将这些电子电洞引出，从而产生电流。整个 生产流程以多晶硅切片为原料，制成多晶硅太阳能电池芯片。处理工艺主要有多晶硅切片清 洗、磷扩散、氧化层去除、抗反射膜沉积、电极网印、烧结、镭射切割、测试分类包装等。 生产工艺主要分为以下过程： ⑴表面处理（多晶硅片清洗、制绒） 与单晶硅绒面制备采用碱液和异丙醇腐蚀工艺不同，多晶硅绒面制备采用氢氟酸和硝 酸配成的腐蚀液对多晶硅体表面进行腐蚀。一定浓度的强酸液对硅表面进行晶体的各相异性 腐蚀，使得硅表面成为无数个小“金字塔”组成的凹凸表面，也就是所谓的“绒面”，以增 加了光的反射吸收，提高电池的短路电流和转换效率。从电镜的检测结果看，小“金字塔” 的底边平均约为10um。主要反应式为： 32234hno4no

多晶硅太阳能电池制作工艺概述 多晶硅太阳能制作工艺概述 摘要大规模开发和利用光伏太阳能发电,提高电池的光电转换效率和降低生产成本是其核心 所 在，由于近十年人们对太阳电池理论认识的进一步深入、生产工艺的改进、ic技术的渗入和新电 池 结构的出现，电池的转换效率得到较大的提高，大规模生产上，多晶硅电池的转换效率已接近单 晶 硅电池，在非晶硅电池稳定性问题未取得较大进展时，多晶硅电池受到人们的关注，其世界产量 已 接近单晶硅，本文对目前多晶硅太阳电池的工艺发展分别从实验室工艺和规模化生产两个方面作 了 比较系统的描述。 1绪论 众所周知，利用太阳能有许多优点，光伏发电将为人类提供主要的能源，但目前来讲，要使太阳 能 发电具有较大的市场，被广大的消费者接受，提高太阳电池的光电转换效率，降低生产成本应该 是 我们追求的最大目标，从目前国际太阳电池的发展过程可以看出其发展趋势为单晶硅、

大规模开发和利用光伏太阳能发电,提高电池的光电转换效率和降低生产成本是其核心所在,由于近十年人们对太阳电池理论认识的进一步深入、生产工艺的改进、ic技术的渗入和新电池结构的出现,电池的转换效率得到较大的提高,大规模生产上,多晶硅电池的转换效率已接近单晶硅电池,在非晶硅电池稳定性问题未取得较大进展时,多晶硅电池受到人们的关注,其世界产量已接近单晶硅,本文对目前多晶硅太阳电池的工艺发展分别从实验室工艺和规模化生产两个方面作了比较系统的描述。

厦门大学采用氧化锌和硒化锌两种宽带隙半导体材料，成功研制出一种新型太阳能电池，大大稳定了太阳能电池的性能并延长了其使用寿命，在国际上首次实现了宽带隙半导体在太阳能电池中的应用。

单晶硅太阳能电池与多晶硅太阳能电池区别和共同点 单晶硅和多晶硅的区别是，当熔融的单质硅凝固时,硅原子以金刚石晶格排列成 许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则形成单晶硅。如果这些晶 核长成晶面取向不同的晶粒，则形成多晶硅。多晶硅与单晶硅的差异主要表现在 物理性质方面。例如在力学性质、电学性质等方面，多晶硅均不如单晶硅。多晶 硅可作为拉制单晶硅的原料。单晶硅可算得上是世界上最纯净的物质了，一般的 半导体器件要求硅的纯度六个9以上。大规模集成电路的要求更高，硅的纯度必 须达到九个9。目前，人们已经能制造出纯度为十二个9的单晶硅。单晶硅是电 子计算机、自动控制系统等现代科学技术中不可缺少的基本材料。 多晶硅是制造单晶硅的原料。 单晶硅太阳能电池转化的效率更高些！ 单晶硅与多晶硅的区别在于它们的原子结构排列单晶是有序排列多晶是 无序排列主要是有它们的

以太阳能电池产品链的发展为切入点,阐述了国内光伏产业发展的现状,并提出了国内太阳电池用多晶硅材料国产化的设想与思考。

日本计划增产太阳能电池用多晶硅材料

美国研究人员日前发现了一种新方法,可廉价制备能替代传统硅晶体制造太阳能电池的新材料。这种材料能更高效地将阳光转化为电能,有望成为下一代太阳能电池的制造材料。美国宾夕法尼亚州立大学研究团队日前在美国《化学》杂志上发表报告称,有机金属卤化物钙钛矿材料可使用类似于报纸印刷的卷轴式制造方法,从而实现大量、低成本生产。

1 单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池的区别 太阳能电池最早问世的是单晶硅太阳能电池。硅是地球上极丰富的一种元素，几乎遍地都有硅的 存在，可说是取之不尽，用硅来制造太阳能电池，原料可谓不缺。但是提炼它却不容易，所以人 们在生产单晶硅太阳能电池的同时，又研究了多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池，至今商业 规模生产的太阳能电池，还没有跳出硅的系列。其实可供制造太阳能电池的半导体材料很多，随 着材料工业的发展、太阳能电池的品种将越来越多。目前已进行研究和试制的太阳能电池，除硅 系列外，还有硫化镉、砷化镓、铜铟硒等许多类型的太阳能电池，举不胜举，以下介绍几种较常 见的太阳能电池。 单晶硅太阳能电池 单晶硅太阳能电池是当前开发得最快的一种太阳能电池，它的构成和生产工艺已定型，产品已广 泛用于宇宙空间和地面设施。这种太阳能电池以高纯的单晶硅棒为原料，纯度要求99.999％。 为了降低生产成本

作为一种低耗、高效的有机光伏器件,异质结型有机太阳能电池具有成本低、重量轻、柔韧性好等优点,已引起国内外的广泛关注。设计并合成性能优良、结构新颖的有机/聚合物电子给体和电子受体材料、提高光电转换率是太阳能电池研发的关键问题之一。本文简要介绍了异质结型有机太阳能电池的特点和工作原理,从聚对苯撑乙烯衍生物、苯并噻吩类以及苯并噻二唑类聚合物三个方面系统地综述了有机太阳能电池给体材料的研究进展。同时,依据有机太阳能电池受体材料的发展历程,较全面阐述了富勒烯衍生物、9,9联亚芴基衍生物和苝二酰亚胺衍生物三类受体材料的结构特点及其在有机光伏器件中的应用与发展。最后,对异质结型有机太阳能电池发展趋势和应用前景做了展望。

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夏普将上市模块转换效率达14．4％，用于日本国内住宅的多晶硅太阳能电池模块“nd-191av”。在提高转换效率的同时，还扩大了可在屋顶设置的范围，与以前产品相比，屋顶可设置容量平均达1．5倍。高效率的实现，得益于表面电极结构的变更。太阳能电池的电极由较租的busbar电极和较细的finger电极构成。此次，将busbar电极从原来的2条增加到3条，同时还减小了所有电极的宽度。

来自新加坡南阳理工大学的研究人员展示了一种新材料，它能在白天用作太阳能电池而在晚上用作发光板。他们声称由于简化了制造工艺使其能在室温下使用，用新型高质量钙钛矿结构材料制成的太阳能电池比用硅制造的便宜5倍，它既能用作高效廉价的太阳能电池板，也能作为下一代触摸显示屏。

随着多晶硅产业规模不断扩大,多晶硅生产中的环境问题日益受到人们的关注。我国制备高纯多晶硅的主流技术是改良西门子法,物理冶金法制备高纯多晶硅企业有1～2家,是今后可能的发展方向之一。全面系统分析了改良西门子法和物理冶金法多晶硅生产中的产污环节、污染物种类及排污情况,为核算多晶硅产业产排污系数提供实践基础。

据美国“技术评论”网站报道，麻省理工学院（mit）科学家最近发明了可大幅提高多晶硅太阳能电池效率，同时维持低成本的方法。他们同时成立了一家名为1366的技术公司以将这项技术商业化。

尚德太阳能电力宣布将开始量产转换效率为18.8％的单晶硅太阳能电池单元和17.2％的多晶硅太阳能电池单元。这些新品将采用尚德的pluto技术，不仅降低了电池单元表面的光反射，在阳光不直接照射的时段亦能集光，还使用新的布线方式，从而扩大了受光面积，提升转换效率。尚德还将强化pluto技术的开发，力争在今后2年内，在太阳能电池单元的转换效率方面，使单晶硅型达到20％、多晶硅型达到18％。