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太陽能電池板的明天(1)

  2017年太陽能電池板(發電組件)的生產量為97.7 GW,其中出貨量為93.8 GW,其安裝容量為95.1 GW。根據組件類型的占有率分析,在93.8 GW的出貨量中,單結晶硅型的市場占有率為49%,多晶體硅型為46%,化合物型的鎘碲(CdTe)類型為3%。
 
  晶硅太陽能電池
 
  典型的晶體硅太陽能電池主要包括單晶硅或多晶硅太陽能電池,單晶硅電池由偽正方晶硅晶片制備而成,通過切克勞斯基(Czochralski)工藝生長的晶粒,通過浮選區技術,帶生長或其他新興技術進行基底的切割。傳統的多晶硅太陽能電池是由在石英坩堝中鑄造的鑄錠切割的方形硅襯底制成的。由于硅電池表面反射、載流子收集、復合和寄生電阻的基本設計限制導致最佳器件的理論效率約為25%,但因為晶硅太陽能電池具有可大面積制備且產業化已經達到相當純熟的地位,所以未來短期內其在太陽能電池領域的地位是別的電池無法撼動的。
 
  p型多晶(mc)硅太陽能電池約占全球太陽能電池總產量的70%,盡管多晶硅由于結構缺陷和雜質濃度高而導致載流子復合率高,但是與單晶硅相比,多晶硅具有更簡單的結晶過程從而具備很好的成本優勢。而對于工業型絲網印刷的p型單晶太陽能電池,據報道效率高達22.6%,迄今報道的最高認證效率為21.3%。
 
  然而,對于n型硅,其優良的材料質量主要是由于其對普通雜質(例如Fe)的相對耐受性,導致與具有相似雜質濃度的p型襯底相比,n型硅具有更高的載流子擴散長度,其中針對交錯的背接觸太陽能電池,已經報道的效率已高達26.6%。高性能多晶硅(HPmc)完美的晶體結構與n型摻雜的固有優點相結合(對常見雜質具有較高的耐受性)使得人類可以在多晶硅上制造高效太陽能電池。弗勞恩霍夫太陽能系統研究所(FhG—ISE)制備的n型多晶硅太陽能電池(面積為4 cm2)的轉換效率可達21.9%,這是目前世界的最高水平。
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