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太阳能电池的发电原理
太阳电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。
硅、磷、硼理主要是半导体的光伏效应。 一般的半导体主要结构如下：
图中，正电荷表 示硅原子，负电 荷表示围绕在硅 原子旁边的四个 电子。
当硅晶体中掺入硼时，硅晶体中就会存在着一个空穴：
The processing of a solar cell from silicon: In each step, the left image: process; the center: the surface after the step; the right: an enlarged cross section.
太阳能发电系统 Solar Generator System
• 太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为 交流２２０Ｖ或１１０Ｖ，还需要配置逆变器。各部分的作用为：
• （一）太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发 电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中 存储起来，或推动负载工作；
引言
太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源．也是清洁能 源，不产生任何的环境污染。在太阳能的有效利用当中；大阳能 光电利用是近些年来发展最快，最具活力的研究领域， 是其中 最受瞩目的项目之一。为此，人们研制和开发了太阳能电池。
目录
➢太阳能电池分类 ➢电池片的生产过程 ➢太阳能电池的发电原理 ➢太阳能发电系统 ➢太阳能电池组件 ➢光伏组件中电池的连结方式 ➢光伏组件的结构 ➢光伏组件工艺简述 ➢光伏组件用途
1.
2.
3. Texturing
Damage etch 4.
P-doping
太阳能电池制造工艺
5.
Emitter Diffusion 7.
6.
Edge Isolation 8.
Anti Reflection Coating 9.
Sintering and Firing
Contact Formation 10.
当光线照射太阳能电 池表面时，一部分光 子被硅材料吸收， PN结中，N型半导体 的空穴往P型区移动， 而P型区中的电子往 N型区移动，从而形 成从N型区到P型区 的电流，然后在PN 结中形成电势差，当 外部接通电路时，在 该电压的作用下，将 会有电流流过外部电 路产生一定的输出功 率。
这个过程的实质是： 光能转换成电能。
“硅”是我们这个星球上储藏最丰富的材料之一。自 从上个世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后，它几 乎改变了一切，甚至人类的思维，20世纪末，我们的生活 中处处可见“硅”的身影和作用,晶体硅太阳电池是近15 年来形成产业化最快的。
生产过程
1、提纯 2、拉棒
3、切片
4、制电池 5、封装
太阳能电池组件生产过程：
图中，硼原子 周围只有3个电 子，所以就会 产生如图所示 的空穴，这个 空穴因为没有 电子而变得很 不稳定，容易 吸收电子而中 和，形成P型半 导体。
同样，掺入磷原子以后，因为磷原子有五个电子，所以 就会有一个电子变得非常活跃，形成N型半导体。
N型半导体中含有较多的空穴，而P型半导体中含有 较多的电子，这样，当P型和N型半导体结合在一起 时，就会在接触面形成电势差，这就是PN结。
电池片电性能
Properties in physics
伏安曲线测试条件：
温度：25℃ 大气质量：1.5 光照强度：1000W/m2
单片电池伏安曲线 备注：1sun=1000w/m2
该测试条件也称为太阳能电 池的标准测试条件。
Properties/Features
• 用于表述太阳能电池电性能的最主要的5个参数是： Pmax------最大功率 Imp------最佳工作点电流 Vmp------最佳工作点电压 Isc------短路电流 Voc------开路电压
太阳能电池分类 Different Cell Types
• 单晶硅太阳电池 单晶硅太阳电池是当前开发最快的一种太阳电池，它的结构
和生产工艺已定型，产品已广泛用于空间和地面。这种太阳电池 以最纯的单晶硅棒为原料，纯度要求９９.９９９％。为了降低生 产成本，现在地面应用的太阳电池等采用太阳能级的单晶硅棒， 材料性能指标有所放宽。有的也可使用半导体器件加工的太阳电 池的单体片制成后，经过抽查检验，即可按所需要的规格组装成 太阳电池组件（太阳电池板），用串联和并联的方法构成一定的 输出电压和电流。
太阳能电池分类 Different Cell Types
• 非晶硅太阳电池 非晶硅太阳电池是１９７６年出现的新型薄膜式太阳电池，它与单晶
硅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。
• 化合物太阳电池 多元化合物太阳电池指不是用单一元素半导体材料制成的太阳电池。
• 聚光太阳电池 聚光太阳电池是降低太阳电池利用总成本的一种措施。它通过聚光器
• 多晶硅太阳电池 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，或用费次单晶硅材料和冶金级硅材料熔化浇注而成， 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 料利用率和方便组装。多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳 电池差不多，其光电转换效率约１２％左右，稍低于单晶硅太阳 电池，但其材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此 得到大量发展。
而使较大面积的阳光聚在一个较小的范围内，形成“焦斑”或“焦 带”上，以增强光强，克服太阳辐射能流密度低的缺陷，从而获得 更多的电能输出。
太阳能电池制造工艺
Methods to make silicon: Chemical Vapor Deposition (CVD) Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) Very High Frequency Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (VHF-PECVD)