太阳能硅光电池的制作过程和制作工艺（毕业论文）.doc

lw 摘 要：伴随着经济的发展，很多矿产资源的开发利用即将枯竭，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。由于太阳能发电具有火电、水电、核电所无法比拟的清洁性、安全性、资源的广泛性和充足性等优点，太阳能被认为是二十一世纪最重要的能源。太阳能是可再生能源，它资源丰富，可免费使用，无需运输，对环境无任何污染，为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。现在人们对太阳能的利用已日益广泛，它包括太阳能的光热利用，太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用等。从本世纪70年代中期开始了地面用太阳电池商品化以来，晶体硅就作为基本的电池材料占据着统治地位，而且可以确信这种状况在今后20年中不会发生根本的转变。以晶体硅材料制备的太阳能电池主要包括：单晶硅太阳电池，铸造多晶硅太阳能电池，非晶硅太阳能电池和薄膜晶体硅电池。 本文主要研究太阳能的光电利用：首先阐述了光伏技术的发展历史、国内外发展现状、工作原理及其制造工艺、器件种类、器件应用场合、应用前景，重点在于阐述了光伏电池工作原理和制造工艺。 前 言：太阳能硅光电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件，发电的实质就是光子能量转换成电能。 绪论 本论文讲述了太阳能硅光电池的发展历史，各国使用太阳能电池的进展，主要论述了太阳能硅光电池的工作原理，制作工艺及流程，实例应用。综述了太阳能硅光电池将会给人们带来的各种益处，使用太阳能硅光电池是人类解决能源危机的必然选择。 目录 文摘 英文文摘 1绪论 1.1课题背景 1.2太阳能发展历史 1.3全球太阳能电池产业现状 1.4太阳能硅光电池基本原理简介 1.5论文内容概述 2太阳能硅光电池电池的基本原理 2.1太阳能硅光电池的种类 2.2太阳能硅光电池电池的物理基础 2.2.1原子的能级 2.2.2晶体结构 2.2.3固体的能带理论 2.2.4本征半导体和掺杂半导体 2.2.5电子和空穴的输运 2.3.1p-n结的形成及内场的建立 2.3.2电池的效率 2.4章小结 3太阳能硅光电池的制作过程和制作工艺 3.1半导体材料的选择 3.2半导体薄片的表面准备 3.3制结 3.4除去背结 3.5制作上电极 3.6光刻 3.7制作下电极 3.8制版 3.9铟镓砷/铟磷异质结光电池的研究 3.10本章小结 结论 致谢 参考文献 1.1课题背景:我国太阳电池应用领域在不断扩大，已涉及农业、牧业、林业、交通运输、通讯、气象、石油管道、文化教育及家庭电源等诸多方面，光伏发电在解决偏僻边远无电地区供电及许多殊场合用电上已起到引人注目的作用。但从总体的应用技术水平和规模上看，与工业发达国家相比仅有很大的差距，主要问题是光伏系统造价偏高、系统配套工程装备没有产业化、应用示范不够和公众对太阳电池应用的巨大潜力缺乏了解以及系统应用仅限于独立运行，还没有并网运行和与建筑业结合。因此，有必要加强太阳电池应用技术研究和示范，推进产业化，拓宽应用领域和市场。 1.2 20世纪的100年间，太阳能科技发展历史大体可分为七个阶段 第一阶段（1900-1920） 在这一阶段，世界上太阳能研究的重点仍是太阳能动力装置，但采用的聚光方式多样化，且开始采用平板集热器和低沸点工质，装置逐渐扩大，最大输出功率达73.64kW，实用目的比较明确，造价仍然很高。建造的典型装置有：1901年，在美国加州建成一台太阳能抽水装置，采用截头圆锥聚光器，功率：7.36kW；1902-1908年，在美国建造了五套双循环太阳能发动机，采用平板集热器和低沸点工质；1913年，在埃及开罗以南建成一台由5个抛物槽镜组成的太阳能水泵，每个长62.5m，宽4m，总采光面积达1250m2。 第二阶段（1920-1945） 在这20多年中，太阳能研究工作处于低潮，参加研究工作的人数和研究项目大为减少，其原因与矿物燃料的大量开发利用和发生第二次世界（1935-1945）有关，而太阳能又不能解决当时对能源的急需，因此使太阳能研究工作逐渐受到冷落。 第三阶段（1945-1965） 在第二次世界大战结束后的20年中，一些有远见的人士已经注意到石油和天然气资源正在迅速减少，呼吁人们重视这一问题，从而逐渐推动了太阳能研究工作的恢复和开展，并且成立太阳能学术组织，举办学术交流和展览会，再次兴起太阳能研究热潮。在这一阶段，太阳能研究工作取得一些重大进展，比较突出的有：1955年，以色列泰伯等在第一次国际太阳热科学会议上提出选择性涂层的基础理论，并研制成实用的黑镍等选择性涂层，为高效集热器的发展