硅太阳能电池关键技术研究_16_20.pdfVIP

我国对太阳能电池的研究起步于 1958 年，1959 年第一次研制成功了有实用价 值的太阳能电池，20 世纪 80 年代末期，先后引进了国外多条太阳能电池生产线、 使我国太阳能电池生产能力由原来的 3 个小厂的几百 KW 提升到 4 个厂的 4.5MW 并一直持续到 2002 年。 从 2003 起我国太阳能电池行业以超常速度发展，年增长率达到 100%-300%。 2005 年我国共有 12 家公司生产太阳能电池，生产太阳能电池 145.7MW。欧洲市 场特别是德国市场的极具放大和无锡尚德太阳能电池有限公司的迅猛发展给我国 光伏产业带来了前所未有的发展机遇和示范效应。无锡尚德太阳能电池有限公司 是我国最大的太阳能电池生产厂家，2005 年生产 82MW，占全国总产量的 56.3%, 占晶体硅太阳能电池的61.7%，在短短的 3 年时间，我国太阳能电池生产产量从 2002 年占世界产量 1.07%到 2005 年的 8%[31] 。 2005 年底，国内太阳能电池产能 已超过300MW， 2006 年已经超过 800MW，但由于硅材料短缺，生产能力有限， 实际产量远低于设计产能，其中无锡尚德太阳能电池有限公司的产能 2005 年末已 达 120MW，成功步入世界前八强，拥有 6 ％的市场份额，同年 12 月在纽约证交所 上市以及 2006 年签订 60 亿美元的材料供货合同，现已并购日本 MSK 公司成为我 国光伏产业走向国际化的标志[31] 。2007 年，尚德太阳能电池有限公司已成为全球 第六大生产商。南京中电太阳能公司的产能也由 2004 年的 30MW 增加到 100MW， 国内总产能占全球的 16.7%，我国已经称为世界光伏产业中的重要力量。在制造技 术方面，硅片厚度已经从最初的 370um 减薄到 180um，仍能保持较高的成品率， 效率也有所提高，多晶硅太阳能电池产业化转换效率已达到 14－15％，有的已经 能达到 16％的产品，单晶硅太阳能电池产业化转换效率已普遍达到 16－17％，有 的已经能达到 18％的产品。 1.3 利用异质结制备太阳能电池的研究现状和发展趋势 自从1839 年发现光生伏特效应以来，对太阳光的利用逐渐走进了人们的生活， 人们利用太阳能的光生伏特效应，将太阳能转化为电能，既节省了成本又保护了 环境。早期对太阳能电池的研究主要是基于对硅材料和各种薄膜材料的研究。如 9 单晶硅、多晶硅、ZnO 、TiO 、非晶硅薄膜等。随着异质结结构优异的光电特性的 2 发现，人们开始研究利用异质结的结构取代同质 P-N 结的结构来制作太阳能电池， 取得了良好的成果。 20 世纪 80 年代，双异质结结构太阳能电池被提出，1992 年，据报道[32]具有 + p-type nc-SiC/n-type poly-Si/n -type nc-Si 双异质结结构太阳能电池转换效率达到 17.2%。 1992 年，日本的W. Ma ，H. Okamoto 及 Hamakawa 制作了光电转换率为 17.2% + 的双异质结结构（p-type nc-SiC/n-type poly-Si/n -type nc-Si ）太阳能电池,其以这种 概念为基础，自 1997 年以来，HIT(Hetero-junction with Intrinsic Thin-layer 本征薄 膜异质结)太阳能电池被广泛研究。这种 HIT 结构型太阳能电池 2006 年光电转换 2 [33-34] 效率已经达到 21.6% （100cm ），这一产品已在2005 年达到批量生产 。 1994 年 SANYO 等研制了一种转换效率大于 20 ％的高转换效率的异质结太阳 能电池[36] 。这种太阳能电池是在一种N 型的卓克拉尔斯基质地粗糙的 Si 吸收体上 制备的。该太阳能电池结构中具有一个本征掩埋层，当掩埋层反型时，由于晶片 表面钝化将导致接片特性提高，因此该异质结太阳能电池具有较高的转换效率。 199