太陽能是人類的最好能源，它取之不盡用之不竭而且可以再生的特征抉擇了它必將成為人類最便宜和適用的能源。太陽能電池板是潔凈能源，沒有任何情形污染。大陽能光電近些年成長很快，是最具活力的研究規(guī)模，也是最受矚目標(biāo)項目之一。  

制作太陽能電池板的要領(lǐng)首要是以半導(dǎo)體原料為基本，其事變道理是操作光電原料接收光能后產(chǎn)生光電于轉(zhuǎn)換回響，按照所用原料的差異，可分為：硅基太陽能電池和薄膜太陽能電池，本日首要給各人講硅基太陽能電池板。

一、硅太陽能電池板

1．硅太陽能電池事變道理與布局圖太陽能電池發(fā)電的道理首要是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)，一樣平常的半導(dǎo)體首要布局如下：

　　圖中，正電荷暗示硅原子，負(fù)電荷暗示環(huán)繞在硅原子旁邊的四個電子。當(dāng)硅晶體中摻入其他的雜質(zhì)，如硼、磷等，當(dāng)摻入硼時，硅晶體中就會存在著一個空穴，它的形成可以參照下圖：

　　圖中，正電荷暗示硅原子，負(fù)電荷暗示環(huán)繞在硅原子旁邊的四個電子。而黃色的暗示摻入的硼原子，由于硼原子周圍只有3個電子，以是就會發(fā)生入圖所示的藍(lán)色的空穴，這個空穴由于沒有電子而變得很不不變，輕易接收電子而中和，形成P（positive）型半導(dǎo)體。同樣，摻入磷原子往后，由于磷原子有五個電子，以是就會有一個電子變得很是活潑，形成N（negative）型半導(dǎo)體。黃色的為磷原子核，赤色的為多余的電子。如下圖。 

P型半導(dǎo)體中含有較多的空穴，而N型半導(dǎo)體中含有較多的電子，這樣，當(dāng)P型和N型半導(dǎo)體團(tuán)結(jié)在一路時，就會在打仗面形成電勢差，這就是PN結(jié)。 

         當(dāng)P型和N型半導(dǎo)體團(tuán)結(jié)在一路時，在兩種半導(dǎo)體的接壤面地區(qū)里會形成一個非凡的薄層)，界面的P型一側(cè)帶負(fù)電，N型一側(cè)帶正電。這是因為P型半導(dǎo)體多空穴，N型半導(dǎo)體多自由電子，呈現(xiàn)了濃度差。N區(qū)的電子會擴散到P區(qū)，P區(qū)的空穴會擴散到N區(qū)，一旦擴散就形成了一個由N指向P的“內(nèi)電場”，從而阻止擴散舉辦。到達(dá)均衡后，就形成了這樣一個非凡的薄層形成電勢差，這就是PN結(jié)。

        當(dāng)晶片受光后，PN結(jié)中，N型半導(dǎo)體的空穴往P型區(qū)移動，而P型區(qū)中的電子往N型區(qū)移動，從而形成從N型區(qū)到P型區(qū)的電流。然后在PN結(jié)中形成電勢差，這就形成了電源。(如下圖所示）

         因為半導(dǎo)體不是電的良導(dǎo)體，電子在通過p－n結(jié)后假如在半導(dǎo)體中活動，電阻很是大，消費也就很是大。但假如在上層所有涂上金屬，陽光就不能通過，電流就不能發(fā)生，因此一樣平常用金屬網(wǎng)格包圍p－n結(jié)（如圖 梳狀電極），以增插手射光的面積。         其它硅外貌很是灼爍，會反射掉大量的太陽光，不能被電池操作。為此，科學(xué)家們給它涂上了一層反射系數(shù)很是小的掩護(hù)膜（如圖），現(xiàn)實家產(chǎn)出產(chǎn)根基都是用化學(xué)氣相沉積沉積一層氮化硅膜，厚度在1000埃閣下。將反射喪失減小到5％乃至更小。一個電池所能提供的電流和電壓事實有限，于是人們又將許多電池（凡是是36個）并聯(lián)或串聯(lián)起來行使，形成太陽能光電板。         2．硅太陽能電池的出產(chǎn)流程凡是的晶體硅太陽能電池是在厚度350～450μm的高質(zhì)量硅片上制成的，這種硅片從提拉或澆鑄的硅錠上鋸割而成。

上述要領(lǐng)現(xiàn)實耗損的硅原料更多。為了節(jié)減原料，今朝制備多晶硅薄膜電池多回收化學(xué)氣相沉積法，包羅低壓化學(xué)氣相沉積（LPCVD）和等離子加強化學(xué)氣相沉積（PECVD）工藝。另外，液相外延法（LPPE）和濺射沉積法也可用來制備多晶硅薄膜電池。 

;     化學(xué)氣相沉積首要是以SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4或SiH4,為回響氣體,在必然的掩護(hù)空氣下回響天生硅原子并沉積在加熱的襯底上，襯底原料一樣平常選用Si、SiO2、Si3N4等。但研究發(fā)明，在非硅襯底上很難形成較大的晶粒，而且輕易在晶粒間形成曠地。辦理這一題目步伐是先用 LPCVD在 襯底上沉積一層較薄的非晶硅層，再將這層非晶硅層退火，獲得較大的晶粒，然后再在這層籽晶上沉積厚的多晶硅薄膜，因此，再結(jié)晶技能無疑是很重要的一個環(huán) 節(jié)，今朝回收的技能首要有固相結(jié)晶法和中區(qū)熔再結(jié)晶法。多晶硅薄膜電池除回收了再結(jié)晶工藝外，其它回收了險些全部制備單晶硅太陽能電池的技能，這樣制得的 太陽能電池轉(zhuǎn)換服從明明進(jìn)步。

　現(xiàn)階段以光電效應(yīng)事變的薄膜式太陽能電池為主流，而以光化學(xué)效應(yīng)事變的濕式太陽能電池則還處于抽芽階段。 

　　環(huán)球太陽能電池財富近況 

　　據(jù)Dataquest的統(tǒng)計資料表現(xiàn),今朝全天下共有136 個國度投入遍及應(yīng)用太陽能電池的高潮中,個中有95 個國度正在大局限地舉辦太陽能電池的研制開拓,起勁出產(chǎn)各類相干的節(jié)能新產(chǎn)物。1998年,全天下出產(chǎn)的太陽能電池,其總的發(fā)電量達(dá)1000兆瓦,1999年達(dá) 2850兆瓦。2000年,環(huán)球有快要4600 家廠商向市場提供光電池和以光電池為電源的產(chǎn)物。 

　　今朝,很多國度正在制訂中恒久太陽能開拓打算,籌備在21世紀(jì)大局限開拓太陽能，美國能源部推出的是國度光伏打算, 日本推出的是陽光打算。NREL光伏打算是美國國度光伏打算的一項重要的內(nèi)容，該打算在單晶硅和高級器件、薄膜光伏技能、PVMaT、光伏組件以及體系機能和工程、 光伏應(yīng)用和市場開拓等5個規(guī)模開展研究事變。 

　　美國還推出了"太陽能路燈打算",旨在讓美國一部門都市的路燈都改為由太陽能供電,按照打算,每盞路燈每年可節(jié)電 800 度。日本也正在實驗太陽能"7萬套工程打算"， 日本籌備遍及的太陽能住宅發(fā)電體系,首要是裝設(shè)在住宅屋頂上的太陽能電池發(fā)電裝備,家庭用剩余的電量還可以賣給電力公司。一個尺度家庭可安裝一部發(fā)電3000瓦的體系。歐洲則將研究開拓太陽能電池列入聞名的"尤里卡"高科技打算，推出了"10萬套工程打算"。 這些以遍及應(yīng)用光電池為首要內(nèi)容的"太陽能工程"打算是今朝敦促太陽能光電池財富大成長的重要動力之一。 

　　日本、韓國以及歐洲地域總共8個國度最近抉擇聯(lián)袂相助,在亞洲本地及非洲戈壁地域建樹天下上局限最大的太陽能發(fā)電站,他們的方針是將占環(huán)球陸地面積約1/4的戈壁地域的長時刻日照資源有用地操作起來,為30萬用戶提供100萬千瓦的電能。打算將從2001年開始，花4年時刻完成。 

　　今朝,美國和日本活著界光伏市場上占據(jù)最大的市場份額。 美國擁有天下上最大的光伏發(fā)電廠,其功率為7MW,日本也建成了發(fā)電功率達(dá)1MW的光伏發(fā)電廠。全天下總共有23萬座光伏發(fā)電裝備,以色列、澳大利亞、新西蘭居于領(lǐng)先職位。 

　　20世紀(jì)90年月以來,環(huán)球太陽能電池行業(yè)以每年15%的增幅一連不絕地成長。據(jù)Dataquest宣布的最新統(tǒng)計和猜測陳訴表現(xiàn),美國、日本和歐美家產(chǎn)發(fā)家國度在研究開拓太陽能方面的總投資, 1998年達(dá)570億美元;1999年646億美元;2000年700億美元;2001年將達(dá)820億美元;2002年有望打破1000億美元。 

　　我國太陽能電池財富近況 

　　我國對太陽能電池的研究開拓事變高度重視,早在七五時代,非晶硅半導(dǎo)體的研究事變已經(jīng)列入國度重大課題;八五和九五時代,我國把研究開拓的重點放在大面積太陽能電池等方面。2003年10月，國度發(fā)改委、科技部擬定出將來5年太陽能資源開拓打算，發(fā)改委&qu

ot;光亮工程"將籌資100億元用于推進(jìn)太陽能發(fā)電技能的應(yīng)用，打算到2005年世界太陽能發(fā)電體系總裝機容量到達(dá)300兆瓦。  

自制太陽能電池板原理和制作(第1頁)(2)