晶体与非晶体太阳能电池板技术

在猛烈陽光底下，單晶體式太陽能電池板較非晶體式能夠轉化多一倍以上的太陽能為電能，
但可惜單晶體式的價格比非晶體式的昂貴兩三倍以上，而且在陰天的情況下非晶體式反而
與晶體式能夠收集到差不多一樣多的太陽所以，除非受到每單位面積產電功率的限制，否
則的話，使用非晶晶体与非晶体太阳能电池板。
　
　　一、太阳电池基本知识
　　太阳电池最早问世的是单晶硅太阳电池。硅是地球上极丰富的一种元素，几乎遍地都有
硅的存在，可说是取之不尽，用硅来制造太阳电池，原料可谓不缺。但是提炼它却不容易，
所以人们在生产单晶硅太阳电池的同时，又研究了多晶硅太阳电池和非晶硅太阳电池，至
今商业规模生产的太阳电池，还没有跳出硅的系列。其实可供制造太阳电池的半导体材料很
多，随着材料工业的发展、太阳电池的品种将越来越多。目前已进行研究和试制的太阳电池，
除硅系列外，还有硫化镉、砷化镓、铜铟硒等许多类型的太阳电池，举不胜举，以下介绍几
种较常见的太阳电池。

　　单晶硅太阳电池
　　单晶硅太阳电池是当前开发得最快的一种太阳电池，它的构成和生产工艺已定型，产
品已广泛用于宇宙空间和地面设施。这种太阳电池以高纯的单晶硅棒为原料，纯度要求
99.999%。为了降低生产成本，现在地面应用的太阳电池等采用太阳能级的单晶硅棒，材料
性能指标有所放宽。有的也可使用半导体器件加工的头尾料和废次单晶硅材料，经过复拉制
成太阳电池专用的单晶硅棒。将单晶硅棒切成片，一般片厚约

0.3 毫米。硅片经过成形、抛磨、

清洗等工序，制成待加工的原料硅片。加工太阳电池片，首先要在硅片上掺杂和扩散，一般
掺杂物为微量的硼、磷、锑等。扩散是在石英管制成的高温扩散炉中进行。这样就在硅片上形
成

P/FONT>N 结。然后采用丝网印刷法，将配好的银浆印在硅片上做成栅线，经过烧结，

同时制成背电极，并在有栅线的面涂覆减反射源，以防大量的光子被光滑的硅片表面反射
掉，至此，单晶硅太阳电池的单体片就制成了。单体片经过抽查检验，即可按所需要的规格
组装成太阳电池组件

(太阳电池板)，用串联和并联的方法构成一定的输出电压和电流，最

后用框架和封装材料进行封装。用户根据系统设计，可将太阳电池组件组成各种大小不同的
太阳电池方阵，亦称太阳电池阵列。目前单晶硅太阳电池的光电转换效率为

15%左右，实验

室成果也有

20%以上的。用于宇宙空间站的还有高达 50%以上的太阳能电池板。

　　多晶硅太阳电池
　　单晶硅太阳电池的生产需要消耗大量的高纯硅材料，而制造这些材料工艺复杂，电耗
很大，在太阳电池生产总成本中己超二分之一，加之拉制的单晶硅棒呈圆柱状，切片制作
太阳电池也是圆片，组成太阳能组件平面利用率低。因此，

80 年代以来，欧美一些国家投

入了多晶硅太阳电池的研制。目前太阳电池使用的多晶硅材料，多半是含有大量单晶颗粒的
集合体，或用废次单晶硅料和冶金级硅材料熔化浇铸而成。其工艺过程是选择电阻率为

100

～

300 欧姆·厘米的多晶块料或单晶硅头尾料，经破碎，用 1：5 的氢氟酸和硝酸混合液进行