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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
§ 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
§ 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
§ 头尾料，经破碎，用 1：5 的氢氟酸
和硝酸混合液进行适当的腐蚀，然后用去离子水冲洗呈中性，并烘干。用石英坩埚装好多
晶硅料，加人适量硼硅，放人浇铸炉，在真空状态中加热熔化。熔化后应保温约 20 分钟，
然后注入石墨铸模中，待慢慢凝固冷却后，即得多晶硅锭。这种硅锭可铸成立方体，以便
切片加工成方形太阳电池片，可提高材质利用率和方便组装。多晶硅太阳电池的制作工艺
与
§ 太阳电池差不多，其光电转换效率约 12
％左右，稍低于
§ 太阳电池，
但是材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。随着技术得提高，
目前多晶硅的转换效率也可以达到 14%
左右。
非晶硅太阳电池
非晶硅太阳电池是 1976
年有出现的新型薄膜式太阳电池，它与
§ 和多晶硅太阳电
池的制作方法完全不同，硅材料消耗很少，电耗更低，非常吸引人。制造非晶硅太阳电池
的方法有多种，最常见的是辉光放电法，还有反应溅射法、化学气相沉积法、电子束蒸发
法和热分解硅烷法等。辉光放电法是将一石英容器抽成真空，充入氢气或氩气稀释的硅烷，
用射频电源加热，使硅烷电离，形成等离子体。非晶硅膜就沉积在被加热的衬底上。若硅
烷中掺人适量的氢化磷或氢化硼，即可得到 N 型或 P 型的非晶硅膜。衬底材料一般用玻璃
或不锈钢板。这种制备非晶硅薄膜的工艺，主要取决于严格控制气压、流速和射频功率，
对衬底的温度也很重要。非晶硅太阳电池的结构有各种不同，其中有一种较好的结构叫
PiN 电池，它是在衬底上先沉积一层掺磷的 N 型非晶硅，再沉积一层未掺杂的 i 层，然后
再沉积一层掺硼的 P 型非晶硅，最后用电子束蒸发一层减反射膜，并蒸镀银电极。此种制
作工艺，可以采用一连串沉积室，在生产中构成连续程序，以实现大批量生产。同时，非