《天阳能电池的种类及其制造工艺毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《天阳能电池的种类及其制造工艺毕业论文（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、毕业设计论文标准太阳能电池的种类及其工艺系电子信息工程系专业微电子姓名杜勇班级微点 093 学号 0901113106指导教师袁琦睦职称副教授指导教师职称设计时间2011.09.11 2011.10.22 江苏信息职业技术学院毕业设计（论文）2 摘要 太阳电池属于物理电源，是一种特殊的半导体器件。由于它具有结构简单、制 造方便、使用寿命长、维护简便、可靠性高、原材料丰富、无污染、无噪音等优点， 又有太阳作为它的取之不尽、用之不竭的能源，因此，太阳电池不仅在人造卫星、 宇宙飞船等特殊应用中早就得到重视，而且，在诸如高山、海岛、牧场、人烟稀少 的边远地区也已迅速推广。此外，它作为一种“光敏器件”已
2、正在光学仪器、自动 控制等领域与光电管相抗衡，无疑它将具有很强的竞争力。 太阳电池应用的迅速法杖已经引起从事教学、科研、生产和应用的有关学者、 工程技术人员的极大兴趣和关注，并吸引了越来越多的加入到太阳电池研制、生产 的行列。 本人通过查阅资料与有关专业人士讨论后，总结并概括标准硅太阳能电池的种类 和制造工艺，来系统性的加强自己对太阳能电池制造技术了解和学习，从而使自己 能合格的从事太阳能制造工作。标准太阳能电池的种类及其制造工艺3 第一章标准硅太阳能电池的种类 . 1 1.1 太阳能电池的种类及研究现状:. 1 1.1.1 单晶硅太阳能电池 . 1 1.1.2 多晶硅太阳能电池 . 1 1.
3、1.3 化合物太阳能电池 . 2 1.1.4 膜型太阳能电池. 2 1.1.5 有机太阳能电池. 2 1.1.6 染料敏化纳米晶太阳能电池 . 2 1.2 太阳能电池的发展方向 . 3 第二章标准硅太阳能电池制造工艺. 4 2.1 标准硅太阳电池工艺. 4 2.2 砂子还原为冶金硅 . 6 2.3 冶金级硅提纯为半导体硅. 7 2.4 半导体多晶硅变成单晶硅片 . 7 2.5 单晶硅片制成太阳电池 . 8 2.6 太阳电池封装成太阳电池组件.10 2.6.1 组件结构 .10 2.6.2 电池的工作温度 .12 2.7 能量计算 .12 小结 .14 3.1 毕业论文小结 .14 参考文献 .
4、15 标准太阳能电池的种类及其制造工艺1 第一章标准硅太阳能电池的种类1.1 太阳能电池的种类及研究现状: 根据材料的种类和状态的不同，太阳能电池主要有以下几种：单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、化合物半导体太阳能电池、薄膜型太阳能电池、有机太阳能电池和染料敏化纳米晶太阳能电池，下面分别予以简单介绍。1.1.1 单晶硅太阳能电池单晶硅太阳能电池是开发得最早的一种太阳能电池，硅的禁带宽度为1.leV ，是间接迁移型半导体，本来不是制作太阳能电池的最合适材料。但是由于硅蕴藏量非常丰富，已广泛应用于微电子工业，有很完善的技术基础，有利干太阳能电池的开发应用。单晶硅太阳能电池具有比
5、较高的转换效率，规模生产的电池组件的效率可以达到 12 一 16% ，而实验室记录的最高转换效率为24.4。1.1.2 多晶硅太阳能电池多晶硅太阳能电池具有独特的优势，与单晶硅比较，多晶硅半导体材料的价格比较低廉，相应的电池单元成本低，非常具有竞争优势。但是由于多晶硅材料存在着较多的晶拉间界而有较多的缺点，转换效率不够高，提高多晶硅太阳能电池的转换效率就是目前许多科学家的研究方向。非晶硅太阳能电池的转换效率和稳定性都不够好，对其研究开始于20世纪七十年代初。非晶硅及其合金的光暗电导率随着光照的时间加长而减少，经过170一200的退火处理，又可以恢复到光照之前的值。 这一现象首先由 Staebl
6、er 和 Wronski发现，被称为 SK效应。SK效应使非晶硅太阳能电池的转换效率由于光照时间加长而衰退，长期以来成为非晶硅太阳能电池应用的主要障碍。江苏信息职业技术学院毕业设计（论文）2 1.1.3 化合物太阳能电池化合物太阳能电池包括III V 族化合物电池和II VI 族化合物电池。 III V族化合物电池主要有GaAs电池、 InP 电池、 Gasb电池等； II VI 族化合物电池主要有 CaS/Culnse 电池、CaS/CdTe电池等。上世纪七十年代末， 以 GaAs为代表的 IIIV族化合物电池材料 （包括叠层电池材料） ，因具有很高的光电转换效率和优异的抗辐射性能而受到重视
7、，发展很快。最新的一项研究成果就是在加利福尼亚获得了一种变质处理的三叠层GaInP /GaInAs /Ge 材料，它在 240 个太阳辐射， AM1.5情况下的转换效率为 40.7%。1.1.4 膜型太阳能电池膜型太阳能电池材料主要有铜铟镓硒(CulnGase) 、碲化镉 (cdTe) 等。铜锢稼硒薄膜太阳能电池开发时间还不长，是较有前途而被寄予厚望的新型低成本太阳能电池。该薄膜太阳能电池单元的制备是先用溅射、喷涂或蒸发法在基片上沉积Cu，In和 Ga层，再在 Se 气氛中硒化。碲化镉 (CdTe)已成为公认的高效、稳定、廉价的薄膜光伏器件材料，而且在各种制备条件下都可以得到较好的电池结果，包
8、括非常粗糙的工艺，如电镀。1.1.5 有机太阳能电池有机太阳能电池具有柔韧性和成本低廉的优势，是近年出现的新型太阳电池。与结构工艺复杂、成本高昂、光电压受光强影响波动大的传统半导体固结太阳电池相比，有机太阳能电池制备工艺简单，可采用真空蒸镀或涂敷的方法制备成膜，且可以制备在可弯曲折香的衬底上形成柔性太阳能电池。有机物太阳能电池材料的分子结构还可以自行设计合成. 材料选择余地大，加工容易，毒性小，成本低，可制造面积大，在太阳能电池产业引起了科学家的极大关注。1.1.6 染料敏化纳米晶太阳能电池染料敏化纳米晶太阳能电池是最近二十几年发展起来的一种基于植物叶绿素光合作用原理研制出的太阳能电池。这是一
9、种使用宽禁带半导体材料的太阳电池，宽标准太阳能电池的种类及其制造工艺3 带隙半导体有较高的热力学稳定性和光化学稳定性，不过本身捕获太阳光的能力非常差，但将适当的染料吸附到半导体表面上，借助于染料对可见光的强吸收，可以将半导体的光谱响应拓宽到可见区，这种现象称为半导体的染料敏化作用，而载有染料的半导体称为染料敏化半导体电极。 1.2 太阳能电池的发展方向:提高转换效率和降低成本仍然是太阳能电池发展的大趋势。在降低成本方面，硅太阳能电池主要还是通过减少硅片厚度实现；而在提高转换效率方面，对新的太阳能电池技术的探索已经开始：（1）叠层电池技术将不同带隙宽度（ Eg）的材料，按 Eg大小从上到下迭合起来制成。选择性的吸收太阳光谱的不同区域，可大幅度的提高转换效率。计算表明，两结叠层电池的理论转换效率为 50，三结电池为56，36 结为 72，无限多结为 86.6 。（2）多光谱太阳电池技术将太阳光的多光谱变为相对窄的、适应单结电池的光谱，而不用多结，可降低成本。先利用热
