太阳能电池材质介绍

1.太阳能电池的发展史：

自1839年法国 Becqueral 第一次在化学电池中观察到光伏效应起，人们对太阳能电池的原材料研究从未停止过。在太阳电池的发展历程中，先后出现过各种不同结构的电池，如肖特基电池，M1S电池MINP电池；异质结电池（如ITO (n)/Si (p), a-Si / c-si, Ge / Si) 等，其中同质p-n结电池终占主导地位。太阳能电池以材料区分包括：晶体硅电池，TOPCon电池，非晶电池，铜钢硒电池，磅化镐电池，砷化稼电池等。由于硅是地球上储量第二大元素，技术最成熟，旦晶体硅性能稳定、无毒，因此成为太阳能电池研究和应用的主体材料。

2.晶体硅太阳能电池的发展：

晶体硅电池的发展分为三个阶段。第一阶段：1954年贝尔实验室研发出效率为6%的晶硅电池，现代硅电池时代从此开始。在随后10多年里，晶体硅电池的应用不断扩大，工艺不断改进。第二个时期始于 70年代初，这个时期太阳能电池转换效率有了较大提高，与此同时，晶体硅太阳能电池地面应用得到不断扩大，且成本不断降低。90年代初，晶体硅电池进入快速发展阶段，主要是把表面钝化技术、降低接触复合效应、后处理提高载流子寿命、改进陷光效应引入到电池的制造工艺中。电池效率大幅度提高，生产成本进一步降低，应用不断扩大。

3. 单晶硅太阳能电池的优势

从本世纪70年代中期以来，晶硅就占据着太阳能电池原材料的统治地位。以晶体硅分类太阳能电池主要分为：单晶硅电池，多晶硅电池，薄膜晶硅电池。多晶硅电池的出现降低了太阳能电池的制造成本，其制造设备和制造工艺简单、对材质要求较低。但由于材料和工艺的各种缺陷，导致其转化效率较低。而单晶硅电池采用高纯度硅为原料，通过区熔提纯法(FZ法）或提拉法 (CZ法）生长而成，其平均转换效率可达到 24%左石，比多晶硅太阳能电池高出5%以上。

4.太阳能电池板末来的发展趋势

随着行业发展，单晶硅电池的成本越来越低。其性能稳定，转化效率也在不断取得突破，目前它已经成为太阳能电池板上最主要的原材料。从固体物理学上讲，硅材料并不是最理想的光伏材料。主要是因为硅是问接带隙半导体，它的光吸收系数较低，所以研究其它光伏材料也成为一种趋势。其中，碲化镉(CdTe)、铜铟硒(CulnSe2)、钙钛矿被认为是三种非常有前途的光伏材料，且目前已经取得一定的进展，但是距离大规模生产，并与单晶硅电池抗衡还有很长的路要走。