晶体硅电池技术发展现状与趋势.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 多晶硅高效电池 Fraunhofer- ?＝ 20.3% * Emitter resistance： 90 ohm/sq Cell thickness： 260　μm Cell size： 15 cm×15.5 cm Kyocera商业化大面积多晶硅电池， ?＝17.7% “d.Blue” cell 1. RIE textured surface 2. SiN process 3. Shallow emitter 4. Grid design 5. Contact metallization 关键技术 * （3） 向薄片化方向发展 1） 硅片减薄 硅片是晶硅电池成本构成中的主要部分。 硅是间接半导体，理论上100?m可以吸收 大部分太阳光。 通过陷光措施，30 ?m可以吸收几乎全部太阳光。 10年内可实现单晶硅120 ?m，多晶硅150 ?m 。 未来可能更簿。 降低硅片厚度是降低成本的重要技术之一。 * 电池硅片厚度的发展： 70年代－450～500 ?m， 80年代－400～450?m。 90年代－320～400 ?m。 目前 － 180 ?m。 2010年－150～180 ?m。 2020年－80～120 ?m。 * （2） 带硅技术 直接拉制硅片－免去切片损失 (内园切割，刀锋损失300～400 ?m。 线锯切割，刀缝损失140～160 ?m)。 过去几十年里开发过多种生长 带硅 或片状硅技术 * ? EFG带硅技术 采用石墨模具－电池效率13％－15％。该技术于90年代初实现了商业化生产，目前属于RWE (ASE)公司所有。 * ? EDG带硅技术。 在表面张力的作用下,插在熔硅中的两条枝蔓晶的中间长出一层如蹼状的薄片。切去两边的枝晶，用中间的片状晶制作太阳电池。 EDG带硅是硅带中质量最好的一种,但其生长速度相对较慢。以Evergreen和EBARA为代表。 * 利用剥离技术制薄硅片或者薄电池 * ? 在衬底上生长带硅 Astropower的多晶带硅制造技术。衬底为可以重复使用的廉价陶瓷。实验室太阳电池效率达到 15.6％，该技术曾经实现了中试生产。 * * 2.5几种新型晶硅电池 1）细裂片(SLIVER)单晶硅电池 从1～2mm厚的硅片上利用激光等技术切成 ～50 ?m× 100 mm×（1～2）mm细硅裂片： 两侧边制作p-n 结; 电池效率 ： ? 19%， 组件效率：?＝ 13-18% 组件 反射镜 p n 电池 * * 0.1mm 2mm 100mm Illumination ~1,000 completed solar cells, Cuts * * Pressure Schematic of fabrication of spherical Si Crucible Molten Si Spherical Si 滴漏法制造硅球 2）球型硅太阳电池 反射镜和n-电极 硅球电 池 n层 P型 绝缘层 p电极 1mm 反射镜和n-电极 这种电池是在铝箔上形成连续排列的硅球所组成的，硅球的平均直径为1.2mm，每个小球均有p-n结，小球在铝箔上形成并联结构。实验室效率达到10%。 * 典型的商业化晶硅太阳电池结构示意图 (4)常规商业化晶硅太阳电池技术 ◆减少光学损失：表面织构化，减反射涂层 细删线，。。 ◆减少电学损失：最佳扩散，钝化，SE,最佳接触， ， 。。。 * * * ◆工业化单晶硅电池效率路线图与关键技术 * * 晶硅电池组件成本下降路线图与关键技术 （组件效率从14.5%开始） * 4、晶硅电池的发展趋势 （1）晶硅电池的技术优势 ◆ 硅是地球上丰度第二大元素（25.8％）； 资源丰富 (以石英砂形式存在)； ◆环境友好； ◆电池效率高，性能稳定； ◆技术基础雄厚(光伏硅材料和硅器件技术基础， 半导体硅材料及硅器件的技术背景,)，工艺相对 成熟。 * ◆电池效率随结晶完美程度