太阳能用晶体硅铸锭制备技术

在过去20年中,光伏市场以惊人的速度增长,光伏发电逐步成为世界能源发电的主要来源之一。2016年全球新增装机量超过75GW,较2015年增长34%,其中,又以晶体硅太阳能电池为主,占整个光伏市场的90%以上,而多晶硅又占据了整个晶体硅太阳能电池的70%以上。相比于直拉单晶硅,定向凝固铸造法生产的晶体硅材料具有更好的性价比,但含有较多的杂质、位错等晶体缺陷。更高品质、更低成本的太阳能电池始终是业界追寻的目标。本文以传统铸造法生长多晶硅技术为基础,介绍了目前几种主流的晶体硅铸造工艺方法,包括全熔工艺制备多晶硅锭,半熔工艺生长高效多晶硅锭,以及铸造法制备大尺寸单晶硅锭。另外,本文还从硅锭外观和性能等方面阐述了铸造法晶体硅的发展方向。文中数据部分为笔者进行的实验论证,部分为其他文献的研究成果,希望能为现阶段太阳能晶体硅的生产和研究工作提供参考。     

晶体硅太阳电池工艺技术新进展

晶体硅太阳电池是目前技术最成熟、应用最广泛的太阳电池.以晶体硅太阳电池的生产流程为基础,主要从提高电池转换效率和降低生产成本出发,介绍了晶体硅太阳电池制造技术的最新进展和成果,并对各种制备工艺进行了评价.     

晶体硅电池产业化高效技术分析

毫无疑问,硅电池是促进光伏产业前进的中坚力量。而太阳电池组件中,大约80%的电力都来源于晶体硅组件。第一个晶体硅电池出现在1954年,恰宾和卡尔松等人在贝尔实验室用表面抛光的硅片制作PN结,然后分别在两侧蒸镀上金属电极,就制成了光伏转换效率达6%的世界上第一块实用性硅太阳电池,成为现代硅太阳电池时代的开始。经过几十年的发展,晶体硅太阳电池经历了几个快速发展期,效率得到不断攀升,从最初的8%提升至目前的25%(实验室效率),正如图1所示。很多实验室技术在经过多年开发后走向了产业,带动了很多新型产业化高效电池的出现,这些电池的产业化平均效率分别达到了18%(美国Innovalight公司的硅墨水技     

晶体硅、薄膜和纳米结构太阳电池研究

晶体硅电池和薄膜电池是以太阳能作为蓄能手段的电池,在生产生活中被广泛应用。本文对晶体硅电池与薄膜电池存在的问题与特性做了详细的说明,并简要介绍了处于研发阶段的纳米结构太阳电池。     

晶体硅太阳电池的电化学沉积金属化技术研究进展

传统丝网印刷作为晶体硅太阳电池的栅极金属化工艺,在现今发展成本低、效率高的太阳电池背景下仍存在很多不足,如金属银价格高,阴影损失大等。近些年,通过电化学沉积过程来实现晶体硅太阳电池片表面金属化被广泛报道。该技术可以在电池片的正反面进行快速的选择性沉积,提高栅极与衬底的结合力的同时也降低了电阻率,并且利用铜替代银,大大降低了太阳电池的成本。本文总结了电化学沉积法制备晶体硅太阳电池片栅极的研究现状和发展趋势,同时介绍了未来该项技术在推广和应用中存在的机遇与挑战。     

氧化锌薄膜制备技术的评价

详细介绍了各种制备氧化锌薄膜的方法，包括磁控溅射法、化学气相沉积法、喷雾热解法、溶胶凝胶法、激光脉冲沉积法、分子束外延法、原子层外延生长法。阐述了这些方法的机理、沉积条件、所需的反应物以及制得的薄膜的性质。讨论并比较了各种方法的优缺点和应用于器件及工业生产的可能性。     

CIGS薄膜太阳能电池无镉缓冲层制备方法的研究现状

回顾了近年来CIGS薄膜太阳能电池无镉缓冲层的研究进展;着重介绍了In2S3,ZnS,Zn1-xMgxO三种可替代CdS缓冲层材料的常用制备方法及相关特性,并且对应给出了每种材料和方法获得的电池组件效率。展望了无镉缓冲层的发展前景,分析了化学水浴、原子层沉积、溅射三种缓冲层沉积技术各自在大规模工业化应用中的优劣势。认为溅射沉积技术是现阶段最理想的工业化制备技术,同时指出了无镉缓冲层在大规模工业化应用中亟需解决的问题。     

金刚石及相关薄膜制备研究进展

金刚石及相关薄膜材料指的是金刚石薄膜和立方氮化硼薄膜,它们的制备技术被称为“新金刚石技术”。评述了这类材料制备技术研究进展,指出成核及生长机理的研究将是它们走向实用化的关键。     

气相沉积制备硬质薄膜技术与应用述评

本对气相沉积技术的发展与最新趋势给出了述评，重点强调了等离子体辅助化学气相沉积（PCVD）的优势，进展及其在工模具领域的应用。     

玻璃基片硅薄膜太阳电池的制备与研究现状

硅薄膜太阳电池已成为太阳电池研究的一个热点.主要阐述了玻璃基片硅薄膜太阳电池的制备方法以及研究进展,提出了影响发展的几种因素以及在以后的研究中需重点解决的问题.     

柔性薄膜太阳电池的研究进展

综述了近年来柔性薄膜太阳电池的发展状况,结合柔性薄膜太阳电池的发展历史,分析了用作柔性衬底薄膜太阳电池的研究成果,探讨了各种器件结构的优缺点,并介绍了柔性衬底材料的选择及柔性太阳电池的研究进展。     

本征微晶硅材料及其在电池中的应用

采用VHF-PECVD技术制备了系列不同硅烷浓度和功率的微晶硅薄膜.材料的电学特性和结构特性测试结果表明:制备出了符合太阳电池用的本征微晶硅薄膜.材料应用于电池中,制备出了效率达6.6%的微晶硅电池,没有ZnO背反射电极,而且电池的厚度仅为1.0 μm.     

太阳能硅薄膜电池的研究进展

阐述了太阳能电池发电原理和硅系太阳能薄膜电池（单晶硅、多晶硅和非晶硅）的结构、基本原理和特点。介绍了硅系太阳能薄膜电池的发展现状,同时对其优缺点进行了比较,并分析了硅系太阳能薄膜电池的发展前景。     

薄膜太阳能电池的进展和展望

薄膜太阳能电池因具有价格低、弱光性好、大面积自动化生产、柔性便携等优点,表现出极大的发展意义和良好的市场前景。目前光伏市场上薄膜太阳能电池主要分为硅基薄膜太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池三大类。本文介绍了三种薄膜太阳能电池的发展现状,指出了它们的优点和存在的主要问题,分析了学术界和产业界针对这些问题的解决方案,展望了其发展前景。     

几种高效率晶体硅太阳能电池性能分析

综述了晶体硅太阳能电池的发展和研究现状,分析了几种高效率晶体硅太阳能电池的结构、制备流程、优越性以及性能等,这些高效率电池包括激光刻槽埋栅电池、PESC、PERC和PERL电池,以及最新型太阳能电池——金属贯穿孔电池,最后讨论了高效率太阳能电池存在的问题,展望了今后太阳能电池的发展趋势。     

薄膜太阳能电池

薄膜太阳能电池作为一种新的能源材料正在得到迅速的发展和进步,主要介绍了非晶硅、多晶硅薄膜太阳能电池以及CIGS薄膜太阳能电池,通过比较这几种薄膜太阳能电池各自的特点阐述了各种薄膜太阳能电池的发展状况.     

制备硅薄膜太阳能电池的先进技术与实验研究

介绍了Si薄膜太阳能电池的材料与结构,重点介绍了几种叠层薄膜太阳能电池,详细阐述了近年发展的用于制备低成本、高效率Si薄膜太阳能电池的技术与最新的实验研究成果,其中高温沉积法、低温沉积法、层转移法尤为重要,展望了Si薄膜太阳能电池未来的技术发展和科研方向.三叠层薄膜太阳能电池是有发展前景的产品之一,更多叠层的薄膜太阳能电池与量子点叠层薄膜太阳能电池将长期作为实验研究的热门课题.