学术论文投稿/征稿

欢迎您!请

登录 注册

手机学刊吧

学刊吧移动端二维码

微信关注

学刊吧微信公众号二维码
关于我们
首页 > 学术论文库 > 理工论文 高效低成本晶硅太阳能电池发展趋势及应用

高效低成本晶硅太阳能电池发展趋势及应用

0

2019-02-26 14:40:59    来源:    作者:xuekanba

摘要:近年来,我国的晶硅太阳能电池市场获得了快速的发展,在现今我国光伏发电领域当中占据有重要的地位。在本文中,将就高效低成本晶硅太阳能电池发展趋势及应用进行一定的研究。

1 引言

在现今社会发展当中,能源成为了对社会发展形成制约的问题类型。在该种情况下,即需要通过新能源、可再生能源的应用更好的满足能源应用需求。在清洁能源类型中,太阳能是最具前景的清洁能源,在光伏发电当中,太阳能电池是其中的核心器件,其发展水平将直接对光伏发电水评产生影响,而晶硅太阳能电池更是其中的主要类型,对此,即需要做好该类电池发展趋势的把握,以此实现其更好的应用。

2 发展趋势与应用

2.1 组件制备技术

2.1.1 原材料生产技术

在晶硅电池组件总成本当中,晶硅材料成本在其中具有13%的比重,该种高昂价格的存在,则将对光伏产业的发展产生一定的阻碍作用。对此,在不对电池效率产生影响的情况下,对晶硅材料成本进行降低则成为了控制电池组件÷鞥本的一项重要措施。在具体价格降低方面,主要通过多晶硅材料生产技术的进步与发展实现目标,就目前来说,多晶硅材料的方式主要有西门子以及冶金法。同西门子法相比,冶金法具有更低的能耗,且西门子法在实际应用当中将产生部分对环境具有污染的材料,对此,在未来一定时间当中,冶金法则成为了应用广泛的一种方式。同时,也需要积极做好低污染、低成本晶硅材料生长技术的应用。

2.1.2 硅锭生长技术

在现今硅锭生长当中,其主要有浇铸法以及凝固法。在未来晶体硅锭生长当中,其主要趋势即是对晶体硅锭生长当中的关键问题进行解决,其主要内容有:第一,容器材质。当硅溶体冷凝的过程中,将会在粘附在坩埚的内壁位置,在固化时,硅将具有9%的体积增加。如果两者具有不同的膨胀系数,则可能会使硅锭出现破碎或者裂纹的问题。同时,溶化硅能够同很多材料产生化学反应,对此,即需要在实际处理当中对坩埚当中的碳、氧含量进行进一步的减少,在减少硅料污染的基础上实现晶体硅锭质量的提升;第二,晶体结构。为了对晶硅电池的效率进行提升,在硅锭生长中即需要通过科学措施的应用实现晶体结构的控制,以此对具有适当大小、具有单向性特征的晶粒进行生成,以此实现晶体中缺陷的减少。

2.1.3 电池制造技术

在现今发展中,晶硅电池也向着高效率、大面积以及薄片化的方向发展。在该种情况下,即需要积极做好超薄晶硅电池制造技术的开发,同时做好电池以及产能效率的兼顾。其具体措施有:第一,干法腐蚀技术具有了更高的重要性。在现今晶硅电池厚度不断减小的情况下,以往经常应用的湿法腐蚀技术已经不适合应用在加工薄电池片面积织构方面,在该种情况下,干法腐蚀技术则具有了更高的重视程度;第二,低温扩散工艺具有了较多的应用,在芯片厚度不断变薄的情况下,为了能够更好的实现芯片生产掺杂浓度以及成品率的控制,则将通过低温工艺的使用替代传统的高温扩散工艺,即通过退火技术以及离子注入技术的应用实现目标;第三,互连叠层技术。在晶硅电池厚度不断向着更薄的方向发展的过程中,通过电极以及硅热失配引起的应力场扩展情况存在将使得硅片存在不断弯曲的情况。为了对成品率进行保证,则需要保证电池片翘曲在2mm以下。

2.2 电池增效技术

在现今晶硅滇池发展当中,超薄晶硅电池成为了其重要的发展方向,在该种情况下,未来晶硅电池增效技术则会向扩大收集光频率以及增加辐射能量收集的方向发展。从技术角度来说,其主要类型有:第一,光子晶体备反射技术。超薄晶硅电池在实际应用当中,为了能够更好的对长波光子进行吸收,则需要在电池的底部位置对合适的背反射结构进行设计,以此使其在穿透到电池底部的基础上使没有被吸收的光子能够返回到电池内部,对多次吸收目标进行实现,以此实现电池效率提升目标。具体来说,可以通过光子晶体技术的应用对全角度晶硅电池背面反射器进行制备,对于光子晶体来说,因其是空间当中不同电解质周期分布,存在着一定的电子禁带。对此,则可以通过不同光子晶体结构的使用做好光子禁带的控制,以此对更大范围的电磁波反射进行获得。同金属背反射器相比,光子晶体背反射器具有更小的光吸收量,同时具有较高的光反射率,同其余介质反射器相比,其不仅具有较宽的波长范围,且在光线入射范围方面存在不敏感的情况,能够更好的对全反射角目标进行实现;第二,光栅技术。在薄晶硅电池的表面,可以通过光栅结构的使用对陷光目的进行达成。在光栅使用的情况下,电池表面则同太阳光具有了更大的接触面积,并在电池内部具有光的多次反射,且反射的管制也能够在表面位置对多次反射效果进行获得,且能够使光子在电池当中具有更长的运动路径。而当入射光以垂直的方式入射电池时,所形成的衍射效应也将减弱电池表面反射,以此起到提升电池表面吸收率的特点。对于不同光栅结构,通过优化组合方式的使用即能够对波段当中的光吸收率进行增加,在对微腔效应进行激发的基础上在高低错落光栅槽内束缚光谱辐射能量,以此在对电池表面反射进行减弱的基础上对光的吸收率进行增强,进而起到对电池转换效率进行提升的效果。而通过对光栅结构的合理设计,也能够对光栅表面在不同波长的光谱相应进行改善。

3 结束语

在上文中,我们对高效低成本晶硅太阳能电池发展趋势及应用进行了一定的研究,在未来工作发展中,需要进一步做好该技术的优化研究,提升能源应用效率。

参考文献

[1]张力夫,韦永兰,陈贶,邹宗育.晶硅太阳能电池背板性能应用研究[J].有色冶金节能.2016(02)

[2]刘强,冯加保,黄振华,陈五奎.晶硅太阳能电池环保回收再生利用的研究[J].科技经济导刊.2016(02)

[3]罗付香,彭晓春,吴彦瑜,董家华.废旧晶硅太阳能电池的回收拆解及进展研究[J].环境科学与管理.2014(12)