硅太陽能電池是什么？硅太陽能電池的分類介紹

硅太陽能電池是指以硅為基體材料的太陽能電池。最早的硅太陽能電池是由于人們對將硅用于點(diǎn)接觸整流器產(chǎn)生興趣而出現(xiàn)的。鋒利的金屬接觸對各種晶體的整流特性早在1874年就被發(fā)現(xiàn)。

在無線電技術(shù)的早期，這種晶體整流器在無線電接收設(shè)備中被廣泛地用作檢波器。但是隨著熱離子管的發(fā)展，這種晶體整流器除在超高頻領(lǐng)域仍被使用外，已經(jīng)被熱離子管所代替。這種整流器最典型的例子是鎢在硅表面的點(diǎn)接觸。這項(xiàng)技術(shù)促進(jìn)了對硅純度的改良，并且使得人們希望更進(jìn)一步了解硅的性質(zhì)。

硅太陽能電池和其他大多數(shù)硅電子器件相比，有其特殊的設(shè)計(jì)和材料要求。為了獲得高能量轉(zhuǎn)換效率，硅太陽能電池不僅需要幾乎理想的硅表面鈍化，而且體材料特性也必須具有均勻的高品質(zhì)。這是因?yàn)橐恍┎ㄩL的光必須在硅中傳播幾百微米才能被吸收，其產(chǎn)生的載流子還必須仍然能夠被電池收集。

硅太陽能電池的分類

硅太陽能電池是以硅為基體材料的太陽能電池。按硅片厚度的不同，可分為晶體硅太陽能電池和薄膜硅太陽能電池。按材料的結(jié)晶形態(tài)，晶體硅太陽能電池有單晶硅（c－Si）和多晶硅（p－Si）太陽能電池兩類；薄膜硅太陽能電池分為非晶硅（a－Si）薄膜太陽能電池、微晶硅（c－Si）太陽能電池和多晶硅（p－Si）薄膜太陽能電池三種。

1、單晶硅太陽能電池

單晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟。在實(shí)驗(yàn)室里最高的轉(zhuǎn)換效率為24．7％（理論最高光電轉(zhuǎn)化效率為25％），規(guī)模生產(chǎn)時的效率為18％（截至2011年）。在大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中仍占據(jù)主導(dǎo)地位，但由于單晶硅成本價格高，大幅度降低其成本很困難，為了節(jié)省硅材料，發(fā)展了多品硅薄膜和非晶硅薄膜作為單晶硅太陽能電池的替代產(chǎn)品。

2、多晶硅太陽能電池

多晶硅太陽能電池一般采用低等級的半導(dǎo)體多晶硅，或者專門為太陽能電池使用而生產(chǎn)的鑄造多晶硅等材料。與單晶硅太陽能電池相比，多晶硅太陽能電池成本較低，而且轉(zhuǎn)換效率與單晶硅太陽能電池比較接近，它是太陽能電池的主要產(chǎn)品之一。多晶硅太陽能電池硅片制造成本低，組件效率高，規(guī)模生產(chǎn)時的效率已達(dá)18％左右。多晶硅太陽能電池占據(jù)主流，除取決于此類電池的優(yōu)異性能外，還在于其充足、廉價、無毒、無污染的硅原料來源，而近年來多晶硅成本的降低更將使多晶硅太陽能電池大行其道。

3、非晶硅薄膜太陽能電池

非晶硅薄膜太陽能電池成本低重量輕，便于大規(guī)模生產(chǎn)，有極大的潛力。非晶態(tài)硅，其原子結(jié)構(gòu)不像晶體硅那樣排列得有規(guī)則，而是一種不定形晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。非晶硅屬于直接帶系材料，對陽光吸收系數(shù)高，只需要1μm厚的薄膜就可以吸收80％的陽光。非晶硅薄膜太陽能電池于1976年問世，南于硅原料不足和價格上漲，促進(jìn)了高效使用硅的技術(shù)和非晶硅薄膜系太陽能電池的開發(fā)。非晶硅薄膜電池低廉的成本彌補(bǔ)了其在光電轉(zhuǎn)換效率上的不足。但是南于非晶硅缺陷較多，制備的太陽能電池效率偏低，且受制于其材料引發(fā)的光電效率衰退效應(yīng)，穩(wěn)定性不高，直接影響了它的實(shí)際應(yīng)用。

微晶硅（μc－Si）薄膜太陽能電池同樣由于光電效率衰退效應(yīng)致使其性能不穩(wěn)定。發(fā)展受到一定的限制。

多晶硅薄膜太陽能電池是近年來太陽能電池研究的熱點(diǎn)。雖然多晶硅屬于間接帶隙材料，不是理想的薄膜太陽能電池材料，但是隨著陷光技術(shù)、鈍化技術(shù)以及載流子束縛技術(shù)的不斷發(fā)展，人們完全有可能制備出高效、廉價的多晶硅薄膜太陽能電池。