光电池的制备与应用(毕业论文)分析.doc

电信学院 光电池的制备方法与应用 系 部：电子信息工程系 专 业：光电子技术 班 级：光电09303 设 计 者：彭超 指导教师：宋露露 日期：2012年3月 光电池的制备方法与应用 摘要： 光电池又名太阳能电池。 太阳能（光能）是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。 本论文的书写旨在掌握当前光电池的种类以及主流电池的制备方法、光伏发电的背景、光伏发电的原理，在此基础之上了解相关的光电池的社会应用。 本论文设计确定了如下的基本思路： 硅光电池特性研究； 光伏发电产业的背景； 光伏发电的原理； 光电池的制备方法； 光电池的社会应用； 由于本人水平有限，加之时间紧迫，不妥之处、疏漏的地方是难免的，敬请老师批评指正，谢谢。 关键词：硅光电池；光伏发电；太阳能电池 目 录 1 光电池的基础 1 1.1 光电池发展历史 1 1.2 半导体材料与理论 2 1.2.1 半导体材料的导电性能 3 2 硅光电池特性研究 4 2.1 硅光电池的基本原理 4 2.2 硅光电池的主要特性 5 2.2.1 硅光电池的主要参数和照度特性 5 2.2.2 硅光电池的负载特性 5 2.2.3 硅光电池的光谱特性 6 2.2.4 硅光电池的温度特性 6 2.3 硅光电池的特性研究实验 7 2.3.1 测量硅光电池的光谱的响应特性 7 2.3.2 测量硅光电池的负载特性 9 3 光电池的制造 11 3.1 表面绒面化 11 3.1.1 绒面受光面积 11 3.1.2 绒面反射率 12 3.2 发射区扩散 12 3.3 SiN钝化与APCVD淀积TiO2 12 3.4 PECVD淀积SiN 13 3.5 共烧形成金属接触 13 3.6 电池片测试 14 3.6.1 光电池的测试原理 14 4 光电池的应用 16 4.1 光电池的运用范围 16 4.2 光电池的种类 17 4.2.1 硅光电池 17 4.2.2 多元化合物薄膜光电池 17 4.2.3 聚合物多层修饰电极型光电池 18 4.2.4 纳米晶光电池 18 4.2.5 有机光电池 18 4.3 光电池家庭化的应用 18 4.4光电池的市场与应用 19 4.5 我国光电池的发展状况与新进展 20 总结 22 参考文献 23 致谢 24 1 光电池的基础 1.1 光电池发展历史 从1839 法国科学家E.Becquerel发现液体的光生伏特效应（简称光伏现象）算起，光电池已经经过了160 多年漫长的发展历史。 从总的发展来看，基础研究和技术进步都起到了积极推进的作用。对光电池的实际应用起到决定性作用的是美国贝尔实验室三位科学家关于单晶硅光电池的研制成功，在光电池发展史上起到了里程碑的作用。 至今为止，光电池的基本结构和机理没有改变，光电池后来的发展主要是薄膜电池的研发， 如非晶硅光电池、CIS光电池、CdTe光电池和纳米敏化光电池等，此外主要的是生 产技术的进步，如丝网印刷、多晶硅光电池生产工艺的成功开发，特别是氮化硅薄膜的减反射和钝化技术的建立以及生产工艺的高度自动化等。 具体的发展时段如下： -1839 法国实验物理学家 E.Becquerel 发现液体的光生伏特效应,简称为光伏效应； -1877 W.G.Adams 和 R.E.Day 研究了硒 (Se) 的光伏效应，并制作第一片硒太阳电池； -1883 美国发明家 Charles Fritts 描述了第一片硒太阳电池的原理； -1904 Hallwachs 发现铜与氧化亚铜 (Cu/Cu2O) 结合在一起具有光敏特性； -1918 波兰科学家 Czochralski 发展生长单晶硅的提拉法工艺； -1921德国物理学家爱因斯坦由于1904年提出的解释光电效应的理论获得诺贝尔（Nobel）1930 B. Lang 研究氧化亚铜/铜 (Cu/Cu2O) 太阳电池，发表“新型光伏电池”论文； -1932 Audobert 和 Stora 发现硫化镉 (CdS) 的光伏现象； -1953 Wayne 州立大学 Dan Trivich 博士完成基于太阳光谱的具有不同带隙宽度的各 类材料光电转换效率的第一个理论计算； -1954 RCA 实验室的 P.Rappaport 等报道硫化镉(CdS) 的光伏现象；(RCA:Radio Corporation of America, 美国无线电公司)； -1957 Hoffman 电子的单晶