太阳能电池用多晶硅铸造技术进展

在简述太阳能电池原理和发展的基础上,分析了太阳能电池用多晶硅的生产方法.认为:改良的熔盐电解法和熔盐三层电解精炼法有可能直接制取太阳能级多晶硅,此法一旦研究成功,将大幅度地降低太阳能级多晶硅生产成本,应引起人们的关注.

多晶硅太阳能电池研究进展

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利用最先进的光谱分析技术,并结合现有的高效太阳能电池,美国德拉瓦大学研制成功新型多晶硅太阳能电池,其光电转化效率是目前最先进光伏太阳能电池的两倍,美国政府正积极推进这项新技术的产业化。

太阳能电池光电转换原理主要是利用太阳光射入太阳能电池后产生电子电洞对，利用 p-n接面的电场将电子电洞对分离,利用上下电极将这些电子电洞引出，从而产生电流。整个 生产流程以多晶硅切片为原料，制成多晶硅太阳能电池芯片。处理工艺主要有多晶硅切片清 洗、磷扩散、氧化层去除、抗反射膜沉积、电极网印、烧结、镭射切割、测试分类包装等。 生产工艺主要分为以下过程： ⑴表面处理（多晶硅片清洗、制绒） 与单晶硅绒面制备采用碱液和异丙醇腐蚀工艺不同，多晶硅绒面制备采用氢氟酸和硝 酸配成的腐蚀液对多晶硅体表面进行腐蚀。一定浓度的强酸液对硅表面进行晶体的各相异性 腐蚀，使得硅表面成为无数个小“金字塔”组成的凹凸表面，也就是所谓的“绒面”，以增 加了光的反射吸收，提高电池的短路电流和转换效率。从电镜的检测结果看，小“金字塔” 的底边平均约为10um。主要反应式为： 32234hno4no

多晶硅太阳能电池制作工艺概述 多晶硅太阳能制作工艺概述 摘要大规模开发和利用光伏太阳能发电,提高电池的光电转换效率和降低生产成本是其核心 所 在，由于近十年人们对太阳电池理论认识的进一步深入、生产工艺的改进、ic技术的渗入和新电 池 结构的出现，电池的转换效率得到较大的提高，大规模生产上，多晶硅电池的转换效率已接近单 晶 硅电池，在非晶硅电池稳定性问题未取得较大进展时，多晶硅电池受到人们的关注，其世界产量 已 接近单晶硅，本文对目前多晶硅太阳电池的工艺发展分别从实验室工艺和规模化生产两个方面作 了 比较系统的描述。 1绪论 众所周知，利用太阳能有许多优点，光伏发电将为人类提供主要的能源，但目前来讲，要使太阳 能 发电具有较大的市场，被广大的消费者接受，提高太阳电池的光电转换效率，降低生产成本应该 是 我们追求的最大目标，从目前国际太阳电池的发展过程可以看出其发展趋势为单晶硅、

大规模开发和利用光伏太阳能发电,提高电池的光电转换效率和降低生产成本是其核心所在,由于近十年人们对太阳电池理论认识的进一步深入、生产工艺的改进、ic技术的渗入和新电池结构的出现,电池的转换效率得到较大的提高,大规模生产上,多晶硅电池的转换效率已接近单晶硅电池,在非晶硅电池稳定性问题未取得较大进展时,多晶硅电池受到人们的关注,其世界产量已接近单晶硅,本文对目前多晶硅太阳电池的工艺发展分别从实验室工艺和规模化生产两个方面作了比较系统的描述。

单晶硅太阳能电池与多晶硅太阳能电池区别和共同点 单晶硅和多晶硅的区别是，当熔融的单质硅凝固时,硅原子以金刚石晶格排列成 许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则形成单晶硅。如果这些晶 核长成晶面取向不同的晶粒，则形成多晶硅。多晶硅与单晶硅的差异主要表现在 物理性质方面。例如在力学性质、电学性质等方面，多晶硅均不如单晶硅。多晶 硅可作为拉制单晶硅的原料。单晶硅可算得上是世界上最纯净的物质了，一般的 半导体器件要求硅的纯度六个9以上。大规模集成电路的要求更高，硅的纯度必 须达到九个9。目前，人们已经能制造出纯度为十二个9的单晶硅。单晶硅是电 子计算机、自动控制系统等现代科学技术中不可缺少的基本材料。 多晶硅是制造单晶硅的原料。 单晶硅太阳能电池转化的效率更高些！ 单晶硅与多晶硅的区别在于它们的原子结构排列单晶是有序排列多晶是 无序排列主要是有它们的

以太阳能电池产品链的发展为切入点,阐述了国内光伏产业发展的现状,并提出了国内太阳电池用多晶硅材料国产化的设想与思考。

通过铝诱导晶化非晶硅(aluminum-inducedcrystallization,aic)制备的多晶硅薄膜具有较高的铝掺杂浓度(2×1018cm-3),不适宜作为薄膜太阳能电池的吸收层.我们提出了qcgeaic法,即:硅原子的快速扩散;冷却成核;晶粒的慢速生长;铝原子的向外扩散.通过精确控制aic过程中退火温度及模式制备了掺杂率为2×1016cm-3的高品质多晶硅薄膜.二次离子质谱(secondary-ion-massspectroscopy,sims)结果表明:制备多晶硅薄膜中铝残留浓度依赖于退火的温度模式;霍尔效应测试结果表明:制备多晶硅薄膜的掺杂率依赖于退火的温度和退火模式;拉曼光谱表明:通过qcgeaic制备的多晶硅薄膜中包含有少量由小颗粒硅组成的区域.

日本计划增产太阳能电池用多晶硅材料

1 单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池的区别 太阳能电池最早问世的是单晶硅太阳能电池。硅是地球上极丰富的一种元素，几乎遍地都有硅的 存在，可说是取之不尽，用硅来制造太阳能电池，原料可谓不缺。但是提炼它却不容易，所以人 们在生产单晶硅太阳能电池的同时，又研究了多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池，至今商业 规模生产的太阳能电池，还没有跳出硅的系列。其实可供制造太阳能电池的半导体材料很多，随 着材料工业的发展、太阳能电池的品种将越来越多。目前已进行研究和试制的太阳能电池，除硅 系列外，还有硫化镉、砷化镓、铜铟硒等许多类型的太阳能电池，举不胜举，以下介绍几种较常 见的太阳能电池。 单晶硅太阳能电池 单晶硅太阳能电池是当前开发得最快的一种太阳能电池，它的构成和生产工艺已定型，产品已广 泛用于宇宙空间和地面设施。这种太阳能电池以高纯的单晶硅棒为原料，纯度要求99.999％。 为了降低生产成本

半导体(电子)及太阳能电池材料的多晶硅 一、概要 1、从锗到硅 锗：融点960℃用石英或炭的容器来熔化。 硅：融点1420℃炭和石英反应生成。（沸点：2355℃） 最初半导体的产生从生产使用方便的锗材料开始的，随着技术进步，开始使用了特别显 著性质的硅（从1965年的硅的生产量超过了锗的生产量），用于太阳能电池就从这时开始的。 2、硅的特性 半导体：导体、绝缘物的中间导电物。 导电：有p型与n型。根据温度有所变化，p型n型的结合。（p型：空穴；n型：电 子） 常温下，本征半导体硅的电导率是230000ω·cm，1100℃时为0.01ω·cm.纯度为9个9 时为100ω·cm，10个9时为1000ω·cm。所含杂质越多，导电性越好。 3、高纯度多晶硅的技术变化 进入1950年开始工业性生产（美国du-pont）日本是从进入1960年代

半导体(电子)及太阳能电池材料的多晶硅 一、概要 1、从锗到硅 锗：融点960℃用石英或炭的容器来熔化。 硅：融点1420℃炭和石英反应生成。（沸点：2355℃） 最初半导体的产生从生产使用方便的锗材料开始的，随着技术进步，开始使用了特别显 著性质的硅（从1965年的硅的生产量超过了锗的生产量），用于太阳能电池就从这时开始的。 2、硅的特性 半导体：导体、绝缘物的中间导电物。 导电：有p型与n型。根据温度有所变化，p型n型的结合。（p型：空穴；n型：电 子） 常温下，本征半导体硅的电导率是230000ω·cm，1100℃时为0.01ω·cm.纯度为9个9 时为100ω·cm，10个9时为1000ω·cm。所含杂质越多，导电性越好。 3、高纯度多晶硅的技术变化 进入1950年开始工业性生产（美国du-pont）日本是从进入1960年代

-1- 多晶硅太阳能电池光电转换效率仿真研究 徐耀敏 武汉理工大学信息工程学院，湖北武汉（430070） e-mail：yaominxu@sina.com 摘要：本文结合多晶硅太阳能电池这一具有广泛应用前景的太阳能电池光电转换效率的影 响因素，在分析各因素对太阳能电池效率影响的基础上，利用澳大利亚新南威尔士大学光伏 研究中心开发一维半导体仿真软件pc-1d作为仿真模拟平台，从仿真角度分析如何提高现有 多晶硅太阳电池的转换效率，分析了设计太阳能电池的理论方法，为实际工业生产提供了可 靠的理论基础，为进一步提高太阳能电池换转效率，降低生产成本提供理论支持。 关键词：多晶硅太阳能电池；pc-1d；转换效率；影响因素；仿真 中图分类号：tn304.1 1.引言 自1954年第一片太阳能电池问世以来，作为清洁能源的太阳能电池技术突飞猛进，太

多晶硅太阳能电池的激光掺杂

74 “嫦娥一号”有望于今年８月完成月球全貌拍摄 中国首颗月球探测卫星“嫦娥一 号”有望于今年８月完成对月球表面 全貌的拍摄。由中国科协组织主办的 “万名科技专家讲科普”活动日前在 京启动，中国绕月探测工 程总指挥栾恩杰在作首场 科普报告时透露上述信 息。 栾恩杰还透露，中国 新一代大推力、无毒无污 染运载火箭“长征五号”， 生产基地已在天津建设， 预计６～７年后能投入航 天飞行。 “嫦娥一号”目标之一就是要制 作一张月球月貌图，栾恩杰介绍，现 在整个拍摄任务只剩下最后三轨的 图像没有获取。他还透露，因为卫星 与月球之间位置变化的关系，“嫦娥 一号”搭载的相机隔３个月才能“见 到”月球一次。目前相机无法拍摄到 月球图片，要等到５月份才能继续工 作，届时将有３个月的时间对月球进 行拍摄，可以对月球表面全貌图像进 行进一步完善。 栾恩杰说，“嫦娥一号”目前运行 正常

用傅里叶红外光谱仪(ftir)测定定向凝固太阳能电池用多晶硅的轴向碳浓度分布。结果表明:实验样品的轴向碳浓度分布符合分凝规律。用经典分凝公式模拟该铸造多晶硅的轴向碳浓度分布,得到该铸造多晶硅的有效分凝系数为0.45。取硅熔点温度为定向凝固过程温度,通过bps公式计算得到,碳在定向凝固过程中的扩散速度在4.72×10-8～4.72×10-7cm/s的范围。

据美国“技术评论”网站报道，麻省理工学院（mit）科学家最近发明了可大幅提高多晶硅太阳能电池效率，同时维持低成本的方法。他们同时成立了一家名为1366的技术公司以将这项技术商业化。

夏普将上市模块转换效率达14．4％，用于日本国内住宅的多晶硅太阳能电池模块“nd-191av”。在提高转换效率的同时，还扩大了可在屋顶设置的范围，与以前产品相比，屋顶可设置容量平均达1．5倍。高效率的实现，得益于表面电极结构的变更。太阳能电池的电极由较租的busbar电极和较细的finger电极构成。此次，将busbar电极从原来的2条增加到3条，同时还减小了所有电极的宽度。

利用电子背散射衍射(electronbackscattereddiffraction,ebsd)对太阳能电池用多晶硅的晶界进行了研究。结果表明,太阳能电池用多晶硅中的大部分晶界为大角度晶界,且以特殊晶界σ3和普通晶界为主,同时还存在少量小角度晶界。在制作太阳能电池用多晶硅时,重点要降低小角度晶界和σ3的含量。

随着多晶硅产业规模不断扩大,多晶硅生产中的环境问题日益受到人们的关注。我国制备高纯多晶硅的主流技术是改良西门子法,物理冶金法制备高纯多晶硅企业有1～2家,是今后可能的发展方向之一。全面系统分析了改良西门子法和物理冶金法多晶硅生产中的产污环节、污染物种类及排污情况,为核算多晶硅产业产排污系数提供实践基础。