文档介绍：太阳能电池器件的问题及优化
组员:李宇航张啸天陈策
发展
就太阳能电池的发展时间而言,可区分为四个世代:
第一代衬底硅晶(Silicon Based)
第二代为薄膜(Thin Film)
第三代新观念研发(New Concept)
第四代复合薄膜材料。
世代
第一代太阳能电池发展最长久,技术也最成熟。种类可分为单晶硅(Monocrystalline Silicon)、多晶硅(Polycrystalline Silicon)、非晶硅(Amorphous Silicon)。以应用来说是以前两者单晶硅与多晶硅为大宗,也因应不同设计的需求需要用到不同材料(例:对光波长的吸收、成本、面积......等等)。
第二代薄膜太阳能电池以薄膜制程来制造电池。种类可分为碲化镉(Cadmium Telluride CdTe)、铜铟硒化物(Copper Indium Selenide CIS)、铜铟镓硒化物(Copper Indium Gallium Selenide CIGS)、砷化镓(Gallium arsenide GaAs)
第三代电池与前代电池最大的不同是制程中导入有机物和纳米科技。种类有光化学太阳能电池、染料光敏化太阳能电池、高分子太阳能电池、纳米结晶太阳能电池。
第四代则针对电池吸收光的薄膜做出多层结构。
材料分类
单晶硅太阳能电池
制作流程复杂,成本高,需要消耗大量的高纯硅材料,而制造这些材料工艺复杂,电耗很大。以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用
单晶硅太阳能电池
工艺要求高,容易出现缺陷
点缺陷(空位、间隙原子、微缺陷)
线缺陷(位错:螺位错、刃位错)
面缺陷(同种晶体内的晶界,小角晶界,层错;
异种晶体间的相界)
体缺陷(包裹体、气泡、空洞、微沉淀)
条纹(一系列同心环状或螺旋状的腐蚀图形)
缺陷
优化方向
提升制取单晶硅技术,减少成本
选择长载流子寿命的高性能衬底硅晶体
 太阳能电池芯片表面制造绒面或倒金字塔多坑表面结构。电池芯片背面制作背面镜,以降低表面反射和构成良好的隔光机制,减少太阳能电池薄膜光反射的损失 
 PN结的空间电荷区宽度减少,幷减少空间电荷区的复合中心。  采用高性能表面钝化膜,以降低表面复合速率。
 提高硅晶体中少数载流子寿命,即减少重金属杂质含量和其他可作为复合中心的杂质,晶体结构缺陷等。采用深结结构,并在金属接触处加强钝化
多晶硅太阳能电池
材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低。产量、规模较单晶硅易扩大,没有明显效率衰退问题。
效率比单晶硅电池低,而高于非晶硅薄膜电池。寿命要比单晶硅太阳能电池短。
多晶硅太阳能电池
原料来源为头尾料,杂质较多
间隙氧
替位碳
过渡金属杂质(Fe,Cu,Ni,Cr)
杂质