非晶矽與單晶矽和多晶矽的太陽能電池板區別?各自的優越性等

2021-06-26 21:40:43 字數 2995 閱讀 3503

1樓:咕咚萌西

1、外觀區別

單晶矽電池的四個角呈現圓弧狀,表面沒有花紋;

多晶矽電池的四個角呈現方角,表面有類似冰花一樣的花紋;

非晶矽電池也就是我們平時說的薄膜元件,它不像晶矽電池可以看出來柵線,表面就如同鏡子一般清晰、光滑;

2、使用上面的區別

對於使用者來說,單晶矽電池和多晶矽電池沒有太大的區別,它們的壽命和穩定性都很好。

雖然單晶矽電池平均轉換效率要比多晶矽高1%左右,但由於單晶矽電池只能做成準正方形(四邊都是圓弧狀),因此當組成太陽能電池板的時候就會有一部分面積填不滿;而多晶矽是正方形,所以不存在這樣的一個問題,它們的優缺點具體如下:

晶矽元件:單塊元件功率相對較高。同樣佔地面積下,裝機容量要比薄膜元件高。但元件厚重易碎,高溫效能較差,弱光性差,年度衰減率高。

薄膜元件:單塊元件功率相對略低。但發電效能高,高溫效能佳,弱光效能好,陰影遮擋功率損失較小,年度衰減率低。應用環境廣泛,美觀,環保。

3、製造工藝區別

多晶矽太陽能電池製造過程中消耗的能量要比單晶矽太陽能電池少30%左右;

因此多晶矽太陽能電池佔全球太陽能電池總產量的份額大,製造成本也小於單晶矽電池,所以使用多晶矽太陽能電池將會更加的節能、環保;

非晶矽太陽電池的方法有很多種,包括等離子增強型化學氣相沉積,反應濺射法、輝光放電法、電子束蒸發法和熱分解矽烷法等。

2樓:南霸天

單晶矽太陽電池

單晶矽太陽電池是當前開發得最快的一種太陽電池,它的構成和生產工藝已定型,產品已廣泛用於宇宙空間和地面設施。這種太陽電池以高純的單晶矽棒為原料,純度要求99.9999%。

為了降低生產成本,現在地面應用的太陽電池等採用太陽能級的單晶矽棒,材料效能指標有所放寬。有的也可使用半導體器件加工的頭尾料和廢次單晶矽材料,經過復拉制成太陽電池專用的單晶矽棒。將單晶矽棒切成片,一般片厚約0.

3毫米。矽片經過成形、拋磨、清洗等工序,製成待加工的原料矽片。

加工太陽電池片,首先要在矽片上摻雜和擴散,一般摻雜物為微量的硼、磷、銻等。擴散是在石英管制成的高溫擴散爐中進行。這樣就在矽片上形成p/n結。

然後採用絲網印刷法,將配好的銀漿印在矽片上做成柵線,經過燒結,同時製成背電極,並在有柵線的面塗覆減反射源,以防大量的光子被光滑的矽片表面反射掉,至此,單晶矽太陽電池的單體片就製成了。

單體片經過抽查檢驗,即可按所需要的規格組裝成太陽電池元件(太陽電池板),用串聯和並聯的方法構成一定的輸出電壓和電流,最後用框架和封裝材料進行封裝。使用者根據系統設計,可將太陽電池元件組成各種大小不同的太陽電池方陣,亦稱太陽電池陣列。目前市場上的單晶矽太陽電池的光電轉換平均效率為19%左右,個別公司最近推出的新產品普遍都超出這個值。

實驗室成果普遍在20%以上。用於宇宙空間站的還有高達50%以上的太陽能電池板。

多晶矽太陽電池

單晶矽太陽電池的生產需要消耗大量的高純矽材料,而製造這些材料工藝複雜,電耗很大,在太陽電池生產總成本中己超二分之一,加之拉制的單晶矽棒呈圓柱狀,切片製作太陽電池也是圓片,組成太陽能元件平面利用率低。因此,80年代以來,歐美一些國家投入了多晶矽太陽電池的研製。 目前太陽電池使用的多晶矽材料,多半是含有大量單晶顆粒的集合體,或用廢次單晶矽料和冶金級矽材料熔化澆鑄而成。

其工藝過程是選擇電阻率為100~300歐姆釐米的多晶塊料或單晶矽頭尾料,經破碎,用1:5的氫氟酸和硝酸混合液進行適當的腐蝕,然後用去離子水沖洗呈中性,並烘乾。用石英坩堝裝好多晶矽料,加人適量硼矽,放人澆鑄爐,在真空狀態中加熱熔化。

熔化後應保溫約20分鐘,然後注入石墨鑄模中,待慢慢凝固冷卻後,即得多晶矽錠。這種矽錠可鑄成立方體,以便切片加工成方形太陽電池片,可提高材質利用率和方便組裝。

多晶矽太陽電池的製作工藝與單晶矽太陽電池差不多,其光電轉換效率約12%左右,稍低於單晶矽太陽電池,但是材料製造簡便,節約電耗,總的生產成本較低,因此得到大量發展。隨著技術得提高,目前多晶矽的轉換效率也可以達到18%左右。

非晶矽太陽電池

非晶矽太陽電池是2023年有出現的新型薄膜式太陽電池,它與單晶矽和多晶矽太陽電池的製作方法完全不同,矽材料消耗很少,電耗更低,非常吸引人。製造非晶矽太陽電池的方法有多種,最常見的是輝光放電法,還有反應濺射法、化學氣相沉積法、電子束蒸發法和熱分解矽烷法等。輝光放電法是將一石英容器抽成真空,充入氫氣或氬氣稀釋的矽烷,用射頻電源加熱,使矽烷電離,形成等離子體。

非晶矽膜就沉積在被加熱的襯底上。若矽烷中摻人適量的氫化磷或氫化硼,即可得到n型或p型的非晶矽膜。襯底材料一般用玻璃或不鏽鋼板。

這種製備非晶矽薄膜的工藝,主要取決於嚴格控制氣壓、流速和射頻功率,對襯底的溫度也很重要。

非晶矽太陽電池的結構有各種不同,其中有一種較好的結構叫pin電池,它是在襯底上先沉積一層摻磷的n型非晶矽,再沉積一層未摻雜的i層,然後再沉積一層摻硼的p型非晶矽,最後用電子束蒸發一層減反射膜,並蒸鍍銀電極。此種製作工藝,可以採用一連串沉積室,在生產中構成連續程式,以實現大批量生產。同時,非晶矽太陽電池很薄,可以製成疊層式,或採用積體電路的方法制造,在一個平面上,用適當的掩模工藝,一次製作多個串聯電池,以獲得較高的電壓。

因為普通晶體矽太陽電池單個只有0.5伏左右的電壓,現在日本生產的非晶矽串聯太陽電池可達2.4伏。

3樓:匿名使用者

先談區別:

結構上,單晶矽最完美,多晶矽次之,非晶矽缺陷最多;

效能上,單晶矽缺陷少,有利於光生少子收集,因此,光電轉換效率最高;多晶矽,由於晶界的出現,光生少子容易在晶界出被“幹掉”,也就是消失了,所以光電轉換效率次之;非晶矽由於有很多搖擺鍵、破鍵,光生少子更容易消失,但是,經過鈍化工藝(加氫飽和破鍵)處理,其帶隙可由1.1電子伏特升至1.7電子伏特,光電轉換效率也可以接近10%,從這點看,好像非晶矽的前景不錯;但是,據傳說,尚德非晶矽一條線不知何故,投產後又下馬了,可見,這個結論應該站不住腳。

成本上,單晶矽最昂貴,因為生產工序最複雜耗時;多晶矽次之;非晶矽最便宜。

各自的優越性,應該可以從上面得出了吧!

4樓:匿名使用者

半導體材料的結構不一樣,效率排列是:單晶》多晶》非晶,單晶效率最高,但成本也最高,多晶居中,非晶最節約材料,弱光響應好,可做成柔性的,但轉換效率最低,目前估計10%左右。

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