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单晶硅太阳能电池的性能研究

目录第一章绪论................................................... 错误!未定义书签。

1.1 太阳能是人类最理想的能源............................... 错误!未定义书签。

1.2 太阳能发电是最理想的新能源技术......................... 错误!未定义书签。

1.3 太阳能发电的应用....................................... 错误!未定义书签。

1.4 太阳能发电的前景....................................... 错误!未定义书签。

第二章单晶硅太阳能电池的理论基础............................. 错误!未定义书签。

2.1 关于P-N结............................................. 错误!未定义书签。

2.2 光电流................................................. 错误!未定义书签。

2.3 光电压................................................. 错误!未定义书签。

2.4 太阳电池的等效电路..................................... 错误!未定义书签。

第三章单晶硅太阳能电池的性能分析............................. 错误!未定义书签。

3.1 硅太阳电池的结构....................................... 错误!未定义书签。

3.2 单晶硅太阳电池的主要性能参数........................... 错误!未定义书签。

3.2.1 输出特性与光强关系............................... 错误!未定义书签。

3.2.2 光照角特性....................................... 错误!未定义书签。

3.2.3 响应时间......................................... 错误!未定义书签。

3.2.4 光反射持性....................................... 错误!未定义书签。

3.2.5 温度特性......................................... 错误!未定义书签。

3.2.6 热性质........................................... 错误!未定义书签。

3.2.7 使用寿命......................................... 错误!未定义书签。

3.3 温度和光照强度对电池性能的影响......................... 错误!未定义书签。

3.3.1 温度影响......................................... 错误!未定义书签。

3.3.2 光照强度影响..................................... 错误!未定义书签。

3.3.3 温度和光照强度的综合影响......................... 错误!未定义书签。

3.4 辐照对电池性能的影晌................................... 错误!未定义书签。

3.4.1 辐照损伤......................................... 错误!未定义书签。

3.4.2 提高光电抗辐射能力的方法......................... 错误!未定义书签。

第四章工艺参数对电池性能的影响............................... 错误!未定义书签。

4.1 硅片的表面处理......................................... 错误!未定义书签。

4.1.1 表面损伤层....................................... 错误!未定义书签。

4.1.2 表面织构化....................................... 错误!未定义书签。

4.2 扩散................................................... 错误!未定义书签。

4.2.1 扩散温度和时间................................... 错误!未定义书签。

4.2.3 常规P扩型对于性能的影响......................... 错误!未定义书签。

4.3 减反射膜............................................... 错误!未定义书签。

4.3.1 氮化硅膜厚度..................................... 错误!未定义书签。

4.3.2 折射率........................................... 错误!未定义书签。

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4.3.4 H含量............................................ 错误!未定义书签。

4.3.5 硅氮比例......................................... 错误!未定义书签。

4.3.6 薄膜的折射率随Si/N的变化........................ 错误!未定义书签。

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4.4 电极加工及烧结中的影响因素............................. 错误!未定义书签。

4.4.1 背电场........................................... 错误!未定义书签。

4.4.2 正电极........................................... 错误!未定义书签。

4.4.3 烧结因素......................................... 错误!未定义书签。

致谢.......................................................... 错误!未定义书签。

参考文献...................................................... 错误!未定义书签。

第一章绪论1.1 太阳能是人类最理想的能源随着经济的发展、社会的进步,人们对能源提出越来越高的要求,寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。

现有能源主要有3种,即火电、水电和核电。

火电需要燃烧煤、石油等化石燃料。

一方面化石燃料蕴藏量有限、越烧越少,正面临着枯竭的危险。

据估计,全世界石油资源再有30年便将枯竭。

另一方面燃烧燃料将排出CO2和硫的氧化物,因此会导致温室效应和酸雨,恶化地球环境。

水电要淹没大量土地,有可能导致生态环境破坏,而且大型水库一旦塌崩,后果将不堪设想。

另外,一个国家的水力资源也是有限的,而且还要受季节的影响。

核电在正常情况下固然是干净的,但万一发生核泄漏,后果同样是可怕的。

前苏联切尔诺贝利核电站事故,已使900万人受到了不同程度的损害,而且这一影响并未终止。

这些都迫使人们去寻找新能源。

新能源要同时符合两个条件:一是蕴藏丰富不会枯竭;二是安全、干净,不会威胁人类和破坏环境。

目前找到的新能源主要有两种,一是太阳能,二是燃料电池。

另外,风力发电也可算是辅助性的新能源。

其中,最理想的新能源是大阳能。

1.2 太阳能发电是最理想的新能源技术照射在地球上的太阳能非常巨大,大约40分钟照射在地球上的太阳能,便足以供全球人类一年能量的消费。

可以说,太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。

而且太阳能发电绝对干净,不产生公害。

所以太阳能发电被誉为是理想的能源。

从太阳能获得电力,需通过大阳电池进行光电变换来实现。

它同以往其他电源发电原理完全不同,具有以下特点:①无枯竭危险;②绝对干净(无公害);③不受资源分布地域的限制;④可在用电处就近发电;⑤能源质量高;⑥使用者从感情上容易接受;⑦获取能源花费的时间短。

不足之处是:①照射的能量分布密度小,即要占用巨大面积;②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。

但总的说来,瑕不掩瑜,作为新能源,太阳能具有极大优点,因此受到世界各国的重视。

要使太阳能发电真正达到实用水平,一是要提高太阳能光电变换效率并降低其成本,二是要实现太阳能发电同现在的电网联网。

目前,硅太阳电池能主要有单晶硅、多晶硅、非晶态硅三种。

单晶硅太阳电池变换效率最高,最高转换效率已达24.7%,但价格也最贵。

非晶态硅太阳电池变换效率最低,但价格最便宜,今后最有希望用于一般发电的将是这种电池。

一旦它的大面积组件光电变换效率达到10%,每瓦发电设备价格降到1-2美元时,便足以同现在的发电方式竟争。

我们国内现在主流还是单晶硅的太阳能电池。

但慢慢地在向多晶和非晶太阳能电池发展,相信在不久将来,非晶太阳能电池将会做为主流。

而且会趋向于薄膜化和低价化。

1.3 太阳能发电的应用太阳能发电虽受昼夜、晴雨、季节的影响,但可以分散地进行,所以它适于各家各户分激进行发电,而且要联接到供电网络上,使得各个家庭在电力富裕时可将其卖给电力公司,不足时又可从电力公司买入。

实现这一点的技术不难解决,关键在于要有相应的法律保障。

现在美国、日本等发达国家都已制定了相应法律,保证进行太阳能发电的家庭利益,鼓励家庭进行太阳能发电。

日本已于1992年4月实现了太阳能发电系统同电力公司电网的联网,已有一些家庭开始安装太阳能发电设备。

日本通产省从1994年开始以个人住宅为对象,实行对购买太阳能发电设备的费用补助三分之二的制度。

要求第一年有1000户家庭、2000年时有7万户家庭装上太阳能发电设备。

据日本有关部门估计日本2100万户个人住宅中如果有80%装上太阳能发电设备,便可满足全国总电力需要的14%,如果工厂及办公楼等单位用房也进行太阳能发电,则太阳能发电将占全国电力的30%-40%。

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