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1、太阳能电池介绍
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应,直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流,而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结电场的作用下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。太阳能电池按结晶状态可分为结晶系薄膜式和非结晶系薄膜式(以下表示为a-)两大类,而前者又分为单结晶形和多结晶形。
太阳能光伏电池通常用晶体硅或薄膜材料制造,前者由切割、铸锭或者锻造的方法获得,后者是一层薄膜附着在低价的衬背上。目前市场生产和使用的太阳能光伏电池大多数是用晶体硅材料制作的,2006年占93%左右;未来发展的重点可能是薄膜太阳电池,它因用材少、重量小、外表光滑、安装方便而更具发展潜力。
2、太阳能电池产业化技术发展
晶体硅太阳能电池的发展可划分为三个阶段,每一阶段效率的提升都是因为新技术的引入。
1954年贝尔实验室Chapin等人开发出效率为6%的单晶硅太阳能电池到1960年为第一发展阶段,导致效率提升的主要技术是硅材料的制备工艺日趋完善、硅材料的质量不断提高使得电池效率稳步上升,这一期间电池效率在15%。1972年到1985年是第二个发展阶段,背电场电池(BSF)[1]技术、“浅结”结构、绒面技术、密栅金属化是这一阶段的代表技术,电池效率提高到17%,电池成本大幅度下降。1985年后是电池发展的第三阶段,光伏科学家探索了各种各样的电池新技术、金属化材料和结构来改进电池性能提高其光电转换效率:表面与体钝化技术、Al/P吸杂技术、选择性发射区技术、双层减反射膜技术等。许多新结构新技术的电池在此阶段相继出现,如效率达24.4%钝化发射极和背面点接触(PERL)电池。目前相当多的技术、材料和设备正在逐渐突破实验室的限制而应用到产业化生产当中来。目前已经有多家国内外公司对外宣称到2008年年底其大规模产业化生产转换效率单晶将达到18%,多晶将超过17%。
2.1表面织构
减少入射光学损失是提高电池效率最直接方法。化学腐蚀工艺是最成熟的产业化生产技术,也是行业内最广泛使用的技术,工艺门槛低、产量大;但绒面质量不易控制、不良率高,且减反射效果有限(腐蚀后的反射率一般仍在11%以上),并产生大量的化学废液和酸碱气体,非环境友好型生产方式。反应离子刻蚀技术(RIE)是最有发展前景的技术,它首先在硅片表面形成一层MASK(掩膜)再显影出表面织构模型,然后再利用反应离子刻蚀方法制备表面织构。用这种方法制备出的减反射绒面非常完美,表面反射率最低可降至0.4%,单多晶技术统一,生产工艺与设备都可移植于IC工业,如果生产成本能够进一步降低可望取代化学腐蚀方法而大规模使用。京瓷产业化17.2%~17.7%的多晶硅电池就是采用等离子刻蚀工艺的一个成功典范。
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2月26日,国家电投在北京举办“绿动未来”媒体日暨2020年社会责任报告发布会。国务院国资委科技创新和社会责任局副局长张晓红应邀出席发布会并致辞。国家电投党组副书记、董事祖斌作主题报告。国务院国资委宣传工作局新闻处处长王莹,中国社科院教授、中国社会责任百人论坛秘书长钟宏武,中国企业评价
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