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单晶硅 多晶硅 非晶硅的区别

作者:admin 公布日期:2022/4/3 存眷次数: 二维码分享

单晶硅 多晶硅 非晶硅的区别

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单晶硅多晶硅非晶硅,是一种用来制造太阳能电池板的原质料。

1.电池片区别

电池片区别太阳能电池,较早问世的是单晶硅太阳能电池。硅是地球上极丰厚的一种元素,简直各处都有硅的存在,可说是取之不尽,用硅来制造太阳能电池,质料可谓不缺,但提炼它却不容易,以是人们在消费单晶硅太阳能电池的同时,又研讨了多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池,至今贸易范围消费的太阳能电池,还没有跳出硅的系列。

实在可供制造太阳能电池的半导体质料许多,随着质料产业的开展、太阳能电池的种类将越来越多。现在已举行研讨和试制的太阳能电池,除硅系列外,另有硫化镉、砷化镓、铜铟硒等很多范例的太阳能电池,不胜枚举[bú shèng méi jǔ],以下介绍几种较罕见的太阳能电池。


2 单晶硅片

以后开辟水平较高的一种太阳能电池,它的组成和消费工艺已定型,产品已普遍用于宇宙空间和空中办法。这种太阳能电池以高纯的单晶硅棒为质料,纯度要求99.999%。为了低落消费本钱,如今空中使用的太阳能电池等接纳太阳能级的单晶硅棒,质料功能目标有所放宽。有的也可利用半导体器件加工的头尾料和废次单晶硅质料,颠末复拉制成太阳能电池公用的单晶硅棒。

将单晶硅棒切成片,一样平常片厚约0.3毫米。硅片颠末成形、抛磨、洗濯等工序,制成待加工的质料硅片。

加工太阳能电池片,起首要在硅片上掺杂和分散,一样平常掺杂物为微量的硼、磷、锑等。分散是在石英控制成的低温分散炉中举行。如许就在硅片上构成P/FONT>N结。

然后接纳丝网印刷法,将配好的银浆印在硅片上做成栅线,颠末烧结,同时制成背电极,并在有栅线的面涂覆减反射源,以防少量的光子被平滑的硅片外表反射失,至此,单晶硅太阳能电池的单体片就制成了。

单体片颠末抽查查验,即可按所必要的规格组装成太阳能电池组件(太阳能电池板),用串联和并联的办法组成肯定的输入电压和电流,较后用框架和封装质料举行封装。

用户依据体系设计,可将太阳能电池组件构成种种巨细差别的太阳能电池方阵,亦称太阳能电池阵列。现在单晶硅太阳能电池的光电转换服从为18%左右,实行室效果也有23%以上的。用于宇宙空间站的另有高达50%以上的太阳能电池板。

单晶代表单个晶体,多晶则代表多个晶体

3 多晶硅片

单晶硅太阳能电池的消费必要斲丧少量的高纯硅质料,而制造这些质料工艺庞大,电耗很大,在太阳能电池消费总本钱中己超二分之一,加之拉制的单晶硅棒呈圆柱状,切片制造太阳能电池也是圆片,构成太阳能组件立体使用率低。因而,80年月以来,泰西一些国度投入了多晶硅太阳能电池的研制。

现在太阳能电池利用的多晶硅质料,多数是含有少量单晶颗粒的聚集体,或用废次单晶硅料和冶金级硅质料熔化浇铸而成。

其工艺历程是选择电阻率为100300欧姆·厘米的多晶块料或单晶硅头尾料,经破裂,用15的氢氟酸和硝酸混淆液举行得当的腐化,然后用去离子水冲洗呈中性,并烘干。用石英坩埚装载晶硅料,参加过量硼硅,放入浇铸炉,在真空形态中加热熔化。熔化后应保温约20分钟,然后注入石墨铸模中,待渐渐凝结冷却后,即得多晶硅锭。

这种硅锭可铸建立方体,以便切片加工成方形太阳能电池片,可进步材质使用率和利便组装。

多晶硅太阳能电池的制造工艺与单晶硅太阳能电池差未几,其光电转换服从约15%左右,稍低于单晶硅太阳能电池,但质料制造轻便,浪费电耗,总的消费本钱较低,因而失掉少量开展。随着技能得进步,现在多晶硅的转换服从也可以到达17%左右。

4 非晶硅片

非晶硅太阳能电池是1976年呈现的新型薄膜式太阳能电池,它与单晶硅和多晶硅太阳能电池的制造办法完全差别,硅质料斲丧很少,电耗更低,十分吸引人。

制造非晶硅太阳能电池的办法有多种,较罕见的是辉光放电法,另有反响溅射法、化学气相堆积法、电子束蒸发法和热剖析硅烷法等。

辉光放电法是将一石英容器抽成真空,充入氢气或氩气浓缩的硅烷,用射频电源加热,使硅烷电离,构成等离子体。非晶硅膜就堆积在被加热的衬底上。若硅烷中掺人过量的氢化磷或氢化硼,即可失掉N型或P型的非晶硅膜。衬底质料一样平常用玻璃或不锈钢板。

这种制备非晶硅薄膜的工艺,次要取决于严厉控制气压、流速和射频功率,对衬底的温度也很紧张。

非晶硅太阳能电池的布局有种种差别,此中有一种较好的布局叫PiN电池,它是在衬底上先堆积一层掺磷的N型非晶硅,再堆积一层未掺杂的i层,然后再堆积一层掺硼的P型非晶硅,较后用电子束蒸发一层减反射膜,并蒸镀银电极。此种制造工艺,可以接纳连续串堆积室,在消费中组成一连步伐,以完成大批量消费。

同时,非晶硅太阳能电池很薄,可以制成叠层式,或接纳集成电路的办法制造,在一个立体上,用得当的掩模工艺,一次制造多个串联电池,以取得较高的电压。由于平凡晶体硅太阳能电池单个只要0.5伏左右的电压,如今日本消费的非晶硅串联太阳能电池可达2.4伏。

现在非晶硅太阳能电池存在的题目是光电转换服从偏低,国际先辈程度为10%左右,且不敷波动,常有转换服从衰降的征象,以是尚未少量用于作大型太阳能电源,而多数用于弱光电源,如袖珍式电子盘算器、电子钟表及复印机等方面。

估量服从衰降题目克制后,非晶硅太阳能电池将促进太阳能使用的大开展,由于它本钱低,分量轻,使用更为利便,它可以与衡宇的屋面联合组成住户的独立电源。

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