太阳能电池论文太阳能电池材料研究进展能源是人类社会生存和发展的重要物质基础，是现代文明的三大支柱之一。特别是在当今世界，人类社会发展日益加速，无论是在工业，农业，还是第三产方面储量有限，按照现在的开采速度，再有50年将濒临枯竭，另一方面，化石资源造成的全球生态环境破坏日益严重，间接上对人类的发展也造成了不良的影响。因此，发展新能源是一件迫在眉睫的事。新能源又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开具有重要意义。太阳能作为一种干净的可再生新能源，一直受到人们青睐，虽然太阳的辐于太阳能的应用研究一直受到科研人员和国家关注。太阳能电池的发展历程太阳能的应用很主要的一项是利用太阳能发电，即太阳能电池。太阳能电池19世纪的时候就已经发现了。1839年,光生伏特效应第一次由法国物理学家A.E.Becquerel发现。1849语“光－伏”才出现在英语中。1883年第一块太阳电池由CharlesFritts制备成功。Charles用锗半导体上覆一层极薄的金层形成半导体金属结，器件只有1%的效率。到了1930年代，照相机的曝光计广泛地使用光起电力行为原理。1946RussellOhl申请了现代太阳电池的制造专利。到了1950年代，随着半导体物性的逐渐了解，以及加工技术的进步，1954当美国的贝尔实验室在用半导体做实验发现在硅中掺入一定量的杂质后对光更加敏感这一现象后，第一个太阳能电池在1954年诞生在贝尔实验室。太阳电池技术的时代终于到来。1960年始，美国发射的人造卫星就已经利用太阳能电池作为能量的来1970年代能源危机时，让世界各国察觉到能源开发的重要性。1973年发生了石油危机，人们开始把太阳能电池的应用转移到一般的民生途上星空体育全站app。目前，在美国、日本和以色列等国家，已经大量使用太阳能装置，更朝商业的目标前进。在这些国家中，美国于1983年在加州建立世界上最大的太阳能电厂，它的电量可以高达16百万瓦特。南非、博茨瓦纳、纳米比亚和非洲南部的其他国设立专案，鼓励偏远的乡村地区安装低成本的太阳能电池发电系统。而推行太阳能发电最积极的国家首推日本。1994年日本实施补助奖励办法，推广每户3,000瓦特的“市电并联型太阳光电能系统”。在第一年，政府补助49%电量不足或者不发电的时候，所需要的电力再由电力公司提供。到了1996年，日本有2,600户装置太阳能发电系统，装设总容量已经有8瓦特。一年后，已经有9,400户装置，装设的总容量也达到了32百万瓦特。近年来由于环保意识的高涨和政府补助金的制度，预估日本住家用太阳能电池的需求量，也会急速增加。在中国，太阳能发电产业亦得到政府的大力鼓励和资助。2009部宣布拟对太阳能光电建筑等大型太阳能工程进行补贴。太阳能电池的原理既有这么长时间的发展，太阳能电池的基本原理也已经有了很深的研究，太伏效应，光伏效应是一种光与电子之间相互作用产生的效应。太阳能电池的主要成分是硅，硅原子含有14个电子，排列在三个不同的核种类型的光伏电池具有重要的意义。纯硅是一种性能很差的导体，因为它的电子不能像铜这样的导体中的电子那样自由移动。硅中的电子被全部锁在晶体结构中。太阳能电池中的硅结构已经过磷原子核中的正质子会使其保持在原位上。当把能量加到纯硅中时（比如以热的形式），它会导致几个电子脱离其共价的电子逸出，因为这些电子没有结合到共价键中。因此，大多数这类电子会成为自由电子，这样，我们就得到了比纯硅中多得多的自由载流子。有意添加杂过程被称为掺杂，当利用磷原子掺杂时，得到的硅被成为N型（“n”表示负电），因为硅里面有很多自由电子。与纯硅相比，N型掺杂硅是一种性能好得多的导体。实际上，太阳能电池只有一部分是N型。另一部分硅掺杂的是硼，硼的最表示正电），但是有自由空穴。空穴实际是电子离开造成的，因此它们带有相反（正）的电荷。它们像电子一样四处移动。型硅放到一起时，N侧的自由电子（它们一直在寻找空穴）跑向P侧的空穴，将空穴填满。以前，从电的角度来看，我们所用的硅都是中性的。多余的电子被磷中多余障，使得N侧的电子越来越难以抵达P狈0。最终会达到平衡状态，这样我有了一个将两侧分开的电场。这个电场相当于一个二极管，允许电子从P侧流向N狈0,而不是相反。它G2OO&HflwStuFfWork*光伏电池中的电场效应这样，我们就得到了一个作用相当于二极管的电场，其中的电子只能向一个每个携带足够能量的光子通常会正好释放一个电子，从而产生一个自由的空负载下部電極穴。如果这发生在离电场足够近的位置，或者自由电子和自由空穴正好在它的影范围之内，则电场会将电子送到N狈0,将空穴送到P狈0。这会导致电中性进原始侧（P侧），在那里与电场发送的空穴合并，并在流动的过程中做功。电太阳能电池的工作原理下图是单晶硅pn结太阳能电池的结构，其包含上部电极，无反射覆盖层，n半导体，p型半导体以及下部电极和基板。了生成領域）单晶硅太阳能电池光子StuffWork*太阳能电池材料太阳能电池在现在拥有着很多优势，首先太阳能是取之不尽用之不竭的，而III-V化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池；3、功能高分子材料制备的大阳能电池；4、纳米晶太阳能电池等。不论以何种材料来制作电池，对太阳能电池材料一般的要求有：1、半导体材料的禁带不能太宽；要有较高的光电转换效率：3、材料本身对环境不造成污染；4、材料便于工业化生产且材料性能稳定。基于以上几个方面考虑，硅是最理想的太阳能电池材料，这也是太阳能电池以硅材料为主的主要原因。但随着新材料的不断开发和相关技术的发展，以村料为基础的太阳能电池也愈来愈显示出诱人的前景。硅系太阳能电池单晶硅太阳能电池硅系列太阳能电池中，单晶硅大阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。在此方面，德国夫朗霍费费莱堡太阳能系统研究所保持着世界领先水平。该研究所采用光刻照相技术将电池表面织构化，制成倒金字塔结构。并在表面把一13nm。厚的氧化物钝化层与两层减反射涂层相结合.通过改进了的电镀过程增加栅极的宽度和高度的比率：通过以上制得的电池转化效率超过23%，是大值可达23.3%。Kyocera公司制备的大面积(225cm2)单电晶太阳能电池转换效率为19.44%，国内北京太阳能研究所也积极进行高效晶体硅太阳能电池的研究和开发研制的平面高效单晶硅电池(2cm2cm)转换效率达到19.79%，刻槽埋栅电极晶体硅电池(5cm5cm)转换效率达8.6%。单晶硅太阳能电池转换效率无疑是最高的，在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于受单晶硅材料价格及相应的繁琐的电池工艺影响，致使单晶寻找单晶硅电池的替代产品，现在发展了薄膜太阳能电池，其中多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池就是典型代表。多晶硅薄膜太阳能电池通常的晶体硅太阳能电池是在厚度350〜450um的高质量硅片上制成的，材料，人们从70年代中期就开始在廉价衬底上沉积多晶硅薄膜，但由于生长 膜晶粒大小，未能制成有价值的太阳能电池。为了获得大尺寸晶粒的薄膜，人们 一直没有停止过研究，并提出了很多方法。目前制备多晶硅薄膜电池多采用 化学 气相沉积法，包括低压化学气相沉积（LPCVD）和等离子增强化学气相沉积 （PECVD） 工艺。此外，液相外延法（LPPE）和溅射沉积法也可用来制备多晶硅 薄膜电池。 化学气相沉积主要是以 SiH2CI2、SiHCI3、Sicl4