《太阳能电池工艺》课件.pptVIP

*******************太阳能电池工艺太阳能电池工艺是将光能转化为电能的关键技术。涉及材料制备、器件结构、工艺流程等。uj课程大纲11.太阳能电池基础介绍太阳能电池的基本概念，包括工作原理、材料、结构和效率等。22.太阳能电池制造工艺详细讲解晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池等不同类型太阳能电池的制造流程和关键技术。33.太阳能电池应用探讨太阳能电池在光伏发电、电子产品、建筑一体化等领域的应用现状和发展趋势。44.太阳能电池产业发展分析太阳能电池行业的发展现状、面临的挑战以及未来发展方向。太阳能电池的发展历程11954年：贝尔实验室首次研制出硅基太阳能电池，效率约为6%。21970年代石油危机爆发，太阳能电池研究受到重视。31980年代晶体硅太阳能电池技术取得重大突破，效率提升至15%。41990年代薄膜太阳能电池技术兴起，例如非晶硅、碲化镉等。52000年代太阳能电池成本下降，市场规模迅速扩大，并开始应用于各种领域。62010年代至今钙钛矿太阳能电池等新型太阳能电池技术蓬勃发展，效率不断提高。太阳能电池原理太阳能电池将光能直接转换为电能。光子照射到光伏材料上，激发电子跃迁到更高的能级，形成电子-空穴对。电子和空穴在电场的作用下分别向相反方向移动，形成电流。太阳能电池的效率取决于材料的光电转换效率，与材料的禁带宽度、光吸收系数、电子迁移率等因素有关。晶硅太阳能电池制造流程1硅锭制备从硅原料制备高纯度单晶硅锭。2硅片切割将硅锭切割成薄片，形成太阳能电池的基底。3表面处理对硅片进行清洗、刻蚀和抛光，去除表面杂质和缺陷。4扩散和钝化在硅片表面形成PN结，提高光电转换效率。5金属化在硅片表面镀金属电极，收集光生电流。晶硅太阳能电池制造流程是多步骤的，涉及多个工艺环节。从硅原料制备开始，经过硅锭制备、硅片切割、表面处理、扩散和钝化、金属化等步骤，最终形成可以发电的太阳能电池。每个步骤都至关重要，影响着电池的光电转换效率和可靠性。硅锭制备原料提纯首先，需要从沙子中提取高纯度的硅。经过提纯，得到多晶硅。熔炼将多晶硅在高温熔炉中熔化，再通过特定技术使熔融硅结晶，形成单晶硅锭。生长晶体生长是硅锭制备的核心过程，需要精准控制温度、压力等条件，以获得高质量的单晶硅锭。硅片切割硅片切割是将硅锭切成薄片，是太阳能电池制造的关键步骤。1金刚线切割利用金刚线切割机，以金刚石粉末或金刚石涂层钢丝切割硅锭，精度更高，且可有效减少材料浪费。2内切法在硅锭表面进行内切，以确保硅片质量和尺寸一致。3外切法从硅锭边缘开始切割，适合于生产较厚的硅片。表面处理清洗使用化学溶液去除硅片表面的污染物和杂质。例如，氢氟酸用于去除氧化层。抛光通过机械抛光或化学机械抛光方法平整硅片表面，以提高电池的效率。刻蚀通过化学或等离子体刻蚀方法在硅片表面形成微结构，例如纹理或沟槽，以提高光吸收。表面钝化使用钝化层覆盖硅片表面，减少表面复合，提高电池的效率。扩散和钝化扩散和钝化是晶硅太阳能电池制造中非常重要的工艺步骤。这些步骤可以提高电池的效率和寿命。1钝化减少表面复合2扩散形成PN结3清洗去除杂质扩散是指将杂质原子扩散到硅片中，形成PN结。钝化则是指在硅片表面形成一层薄膜，以减少表面复合损失。金属化1印刷金属电极使用丝网印刷技术将金属浆料印刷到硅片表面，形成电极图案。2烧结在高温炉中烧结金属浆料，使金属浆料熔化并形成连续的金属电极。3金属化测试对金属化层进行测试，确保其电阻率、厚度等指标符合要求。金属化是太阳能电池制造工艺中至关重要的步骤。它是在硅片表面形成金属电极，用于收集光生载流子，并将电流输出到外部电路。电池测试与分级1测试参数短路电流开路电压最大功率点填充因子转换效率2性能评价通过测试参数分析电池性能确定电池的等级和应用范围3分级标准根据测试结果将电池分成不同的等级例如A级、B级、C级，等级越高性能越好薄膜太阳能电池薄膜太阳能电池薄膜太阳能电池使用薄层材料，具有成本优势。多种材料包括非晶硅、微晶硅、碲化镉、铜铟镓硒等。应用广泛可用于建筑一体化、便携式设备等领域。异质结太阳能电池异质结结构异质结太阳能电池利用两种不同半导体材料形成的界面来提高光电转换效率。异质结界面形成的能带弯曲能够提高光生载流子的分离效率，从而提高电池效率。优势与传统晶硅太阳能电池相比，异质结太阳能电池具有更高的光电转换效率和更好的光谱响应。它们还可以减少对高纯硅材料的需求，降低制造成本。有机太阳