單晶硅太陽電池
用於宇宙空間和地面設施的電池
單晶硅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硅棒為原料,純度要求99.999%。為了降低生產成本,地面應用的太陽電池等採用太陽能級的單晶硅棒,材料性能指標有所放寬。有的也可使用半導體器件加工的頭尾料和廢次單晶硅材料,經過復拉製成太陽電池專用的單晶硅棒。將單晶硅棒切成片,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。擴散是在石英管製成的高溫擴散爐中進行。這樣就在矽片上形成P/FONT>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,單晶硅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組件(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。用戶根據系統設計,可將太陽電池組件組成各種大小不同的太陽電池方陣,亦稱太陽電池陣列。單晶硅太陽電池的光電轉換效率為15%左右,實驗室成果也有20%以上的。用於宇宙空間站的還有高達50%以上的太陽能電池板。
單晶硅太陽電池按照不同的排列方式,可以組成不同功率的組件,滿足不同負載的使用。
1. 用戶太陽能電源:
(1)小型電源10-100W不等,用於邊遠無電地區如高原、海島、牧區、邊防哨所等軍民生活用電,如照明、電視、收錄機等;
(2)3-5KW家庭屋頂併網發電系統;
(3)光伏水泵:解決無電地區的深水井飲用、灌溉。
4. 石油、海洋、氣象領域:石油管道和水庫閘門陰極保護太陽能電源系統、石油鑽井平台生活及應急電源、海洋檢測設備、氣象/水文觀測設備等。
6. 光伏電站:10KW-50MW獨立光伏電站、風光(柴)互補電站、各種大型停車廠充電站等。
7. 太陽能建築:將太陽能發電與建築材料相結合,使得未來的大型建築實現電力自給,是未來一大發展方向。
8. 其他領域包括:
(3)海水淡化設備供電;
(4)衛星、航天器、空間太陽能電站等。