太阳能电池片生产技术的发展和趋势

1 太阳能电池片的生产工艺

1.1 

太阳能电池的工作原理

典型的太阳电池本质上是一个大面积半导体二极管，它利用光伏效应原理

把太阳辐射能转换成电能。当太阳光照射到太阳电池上并被吸收时

,其中能量大

于禁带宽度

Eg的光子能把价带中电子激发到导带上去，形成自由电子,价带中留

下带正电的自由空穴，即电子

- 空穴对，通常称它们为光生载流子。自由电子和

空穴在不停的运动中扩散到

pn 结的空间电荷区,被该区的内建电场分离电子被

扫到电池的

n型一侧，空穴被扫到电池的p型一侧，从而在电池上下两面(两极) 

“

”

分别形成了正负电荷积累，产生 光生电压

, “

”

即 光伏效应 （

photovoltaic 

effect）若在电池两侧引出电极并接上负载,

“

”

负载中就有 光生电流 通过，得到

可利用的电能

,这就是太阳电池的工作原理，如图1 所示。

图

1 太阳电池的工作原理

光伏效应是

1839年法国Becqueral第一次在化学电池中观察到的。1876年在固态硒(Se)的

系统中也观察到了光伏效应

,随后开发出Se/CuO光电池。硅光电池的报道出现于1941年1954

年，贝尔实验室

Chapin等人开发出效率为6 %的单晶硅光电池，为太阳能光伏发电奠定了技

术基础，成为现代太阳电池时代的划时代标志。作为能源

,硅太阳电池于1958年首先在航天

器上得到应用。在随后

10。多年里,硅太阳电池在空间应用中不断扩大，工艺不断改进,电池设

计逐步定型。

70年代初，许多新技术引入电池制造工艺,转换效率有了很大提高。与此同时,硅

太阳电池开始引入地面应用，

70年代末，地面太阳电池产量已经超过了空间电池产量,促使

成本不断降低。

80年代初，硅太阳电池发展进入快速发展时期，技术进步和研究开发使太阳

电池效率进一步提高，商业化生产成本持续降低，应用不断扩大。在太阳

电池的整个发展

历程中

,先后开发出各种不同结构的电池，如肖特基(MS) 电池、MIS 电池、MINP