晶體硅太陽能電池的介紹和歷史發展

    鋰電世界  晶體硅太陽能電池是以結晶狀硅為基體材料的太陽能電池。將高純度多晶硅料熔融再結晶后切割得到制備晶體硅電池所需片狀晶體硅材料，通常稱為硅片。太陽能電池產業上生產所需硅片厚度在180μｍ 左右， 有125mm×126mm 或156mm×156mm 兩種規格。太陽能電池所用晶體硅材料純度需達到6個9（即99.9999％） 以上，純度越高，雜質越少，電池轉換效率越高。晶體硅太陽能電池可應用于各類光伏系統中，包括大型地面光伏電站、屋頂光伏發電系統及太陽能路燈、庭院燈等，是應用范圍最廣泛的一種太陽能電池。

圖1 晶體硅電池外觀

    毫無疑問，硅電池是促進光伏產業前進的中堅力量。而太陽能電池組件中，大約80%的電力都來源于晶體硅組件。第一個晶體硅電池出現在1954年，恰賓和卡爾松等人在貝爾實驗室用表面拋光的硅片制作PN結，然后分別在兩側蒸鍍上金屬電極，就制成了光伏轉換效率達6%的世界上第一塊實用性硅太陽電池，成為現代硅太陽電池時代的開始。經過幾十年的發展，晶體硅太陽電池經歷了幾個快速發展期，效率得到不斷攀升，從最初的8%提升至目前的25%（實驗室效率），正如圖2所示。

 圖2 晶體硅電池實驗室和產業化效率進展

    晶體硅太陽能電池的典型結構包括ｐ型區、pn結、ｎ型區及正負電極。通常為提高電池轉換效率，還有減反層、鈍化層、背場或前場等。主要的晶體硅太陽能電池包括ｐ型常規產業化電池、PERL電池、IBC電池和HIT電池。