新闻热线：

（

０１０

）

６８６３ ５２０３

Ｅ－ ｍａｉｌ

：

ｃｊｂ３２９７＠２６３．ｎｅｔ

技术前沿

Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｆｒｏｎｔｉｅｒ

１

太阳能电池的物理特性

１．１

太阳能电池片的结构

以晶体硅太阳能电池为例， 它以硅半导体材料制成大面积

ｐｎ

结进行工作。一般采用

ｎ＋／ｐ

同质结 的 结 构 ， 即在约

１０ｃｍ ×

１０ｃｍ

面 积 的

ｐ

型 硅 片（ 厚 度 约

５００μｍ

） 上 用 扩 散 法 制 作 出 一

层很薄（ 厚度约为

０．３μｍ

） 的经过重掺杂的

ｎ

型层。然后在

ｎ

型

层 上 面 制 作 金 属 栅 线 ， 作 为 正 面 接 触 电 极 ， 在 做 检 测 时 要 注 意

探针 接 触 电 极 的 压 力 会 影 响 接 触 电 阻 。在 整 个 背 面 也 制 作 金 属

膜 ， 作 为 背 面 接 触 电 极 ， 同 样 ， 探 针 接 触 电 极 的 压 力 会 影 响 电 池

片 背 面 的 接 触 电 阻 。为 了 减 少 光 的 反 射 损 失 ， 一 般 电 池 表 面 会

作毛化处理， 或者覆盖减反射膜。

１．２

光伏效应

当光照射在太阳电池表面的

ｐｎ

结时， 只要入射光子的能量

大于半导体材料的禁带宽度

Ｅｇ

， 则在

ｐ

区、

ｎ

区和结区光子被吸

收会产生电子—空穴对。那些在结附近

ｎ

区中产 生 的 少 数 载 流

子由于存在浓度梯度而要扩散。只要少数载流子离

ｐｎ

结的距离

小于它的扩散长度， 总有一定机率扩散到结界面处。在

ｐ

区与

ｎ

区交界面的两侧即结区， 存在一空间电荷区， 也称为耗尽区。在

耗 尽 区 中 ， 正 负 电 荷 间 形 成 一 电 场 ， 电 场 方 向 由

ｎ

区 指 向

ｐ

区 ，

这个电场称为内建电场。这些扩散到结界面处的少数载流子（ 空

穴） 在内建电场的作用下被拉向

ｐ

区。同样， 如果在结附近

ｐ

区

中产生的少数载流子（ 电子） 扩散到结界面处， 也会被内建电场迅

速被拉向

ｎ

区。结区内产生的电子—空穴对在内建电场的作用下

分别移向

ｎ

区和

ｐ

区。如果外电路处于开路状态， 那么这些光生

电子和空穴积累在

ｐｎ

结附近， 使

ｐ

区获得附加正电荷，

ｎ

区获得

附加负电荷， 这样在

ｐｎ

结上产生一个光生电动势。这一现象称为

光伏效应（

Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｅｆｆｅｃｔ

， 缩写为

ＰＶ

） 。

摘

要

２１

世纪， 随着工业发展和居民生活水平提高， 各种环境问题日益显现， 其中最主要的污染源是煤炭、石油燃烧后的二氧化碳 ， 它将引起全球变

暖， 气候剧变， 为了减少二氧化碳的排放量， 各种环保零排放能源相继开发， 如风能， 水力发电， 太阳能等等。太阳能作为环保能源之一， 有着许多优势： 占用场地
小， 可以利用屋顶， 高楼大厦的窗， 戈壁沙漠， 或者是宇宙空间。太阳能电池的生产需要相当多的工序， 而检测又是必不可少的一个环节， 检测过程将筛选出物理
性能相当的太阳能电池片， 之后将匹配的电池片组装成电池组件板， 许多电池组件板配上相关设备就可作为发电单位， 在有阳光的环境下由光能转化成电力。

图

１．１ 太阳电池结构示意图

太阳能电池

检测系统基本原理

崔容强

王晨

３６