太陽能電池的芯片材料及轉換效率怎么算

太陽能電池的芯片材料及轉換效率怎么算？

1、晶體硅（單晶硅和多晶硅）太陽能電池：

2004年晶體硅太陽能電池占總量的84.6％，加工技術成熟，是光伏產業的主導產品。在光伏產業中占據著統治地位。

對于高效單晶硅太陽能電池，國際公認澳大利亞新南威爾士大學達到了最高轉換效率為24.7％，目前世界技術先進產品轉換效率為19－20％。對于多晶硅太陽能電池澳大利亞新南威爾士大學多晶硅電池效率已沖破19.8％，技術先進產品的效率為15－18％。

2、非晶體硅太陽能電池：

α－Si（非晶硅）太陽能電池一般采用高頻輝光使硅烷分析沉積而成。由于分析溫度低（250－5000C），可在薄玻璃、陶瓷、不銹鋼和塑料底片上沉積1um厚的薄膜，且易于大面積化。非晶硅太陽能電池多數采用pIN結構，有時還制成多層疊層式結構。

非晶硅太陽能電池大量加工的大面積產品的轉換效率為10－12％，小面積產品轉換效率已提高到14.6％，疊層結構電池的最高效率為21％。

3、砷化鎵（GaAs）太陽能電池：

GaAs太陽能電池多數采用液相外延法或MOCVD技術制備，GaAs太陽能電池的效率可高達29.5％，一般在19.5％左右。產品具有耐高溫柔抗輻射特點，但加工成本較高，產量受限，主要用作空間電源。以硅片為襯底，擁MOCVD辦法制造GaAs/Si異質結太陽能電池是降低成本很有希望的辦法，最高效率23.3％，GaAs疊層結構的太陽能電池效率接近40％。

4、其他化合物半導體太陽能電池：

這方面主要有CIS（銅銦硒）薄膜、CdTe(碲化鎘)薄膜和Inp(磷化銦)太陽能電池等。這些太陽能電池的結構與非晶硅電池相近。但CIS薄膜一般厚度為2－3um，已達到的轉換效率為17.7％。CdTe薄膜很適合于制作太陽能電池。其理論轉換效率達30％，目前國際先進水平轉換效率為15.8％，多用于空間方面。2004年世界各種太陽能電池產量的種類分布如表2

表22004年世界各種太陽能電池產量的種類分布

序號太陽能電池種類總產量（MW）百分比（％）

1單晶硅平板電池314.428.6

2多晶硅平板電池669.256.0

3非晶硅（室內室外）47.13.9

4帶硅電池41..03.4

5CdTea（碲化鎘）電池13.01.1

6CIS(銅銦硒)3.00.25

7非晶硅/單晶硅電池80.06.7

總量1195.2100

（七）、提高太陽能電池效率的特殊技術：

晶體硅太陽能電池的理論效率為25％（AMO1.0光譜條件下）。太陽能電池的理論效率與入射光能轉變成電流之前的各種可能損耗的因素有關。其中，有些因素由太陽能電池的基本物理決定的，有些則與材料和工藝相關。從提高太陽能電池效率的原理上講，應從以下幾方面著手：

1、減少太陽能電池薄膜光反射的損失

2、降低pN結的正向電池（俗稱太陽能電池暗電流）

3、pN結的空間電荷區寬度減少，幷減少空間電荷區的復合中心。

4、提高硅晶體中少數載流子壽命，即減少重金屬雜質含量和其他可作為復合中心的雜質，晶體結構缺陷等。

5、當采取太陽能電池硅晶體各區厚度和其他結構參數。

目前提高太陽能電池效率的主要措施如下，而各項措施的采用往往引導出相應的新的工藝技術。

（1）選擇長載流子壽命的高性能襯底硅晶體。

（2）太陽能電池芯片表面制造絨面或倒金字塔多坑表面結構。電池芯片背面制作背面鏡，以降低表面反射和構成良好的隔光機制。

（3）合理設計發射結結構，以收集盡可能多的光生載流子。

（4）采用高性能表面鈍化膜，以降低表面復合速率。

（5）采用深結結構，幷在金屬接觸處增強鈍化。

（6）合理的電極接觸設計以達到低串聯電阻等。

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