單晶矽太陽電池

單晶矽太陽電池是當前開發得最快的一種太陽電池，它的構成和生産工藝已定型，産品已廣泛用于宇宙空間和地面設施。這種太陽電池以高純的單晶矽棒為原料，純度要求99.999％。為了降低生産成本，現在地面應用的太陽電池等采用太陽能級的單晶矽棒，材料性能指标有所放寬。有的也可使用半導體器件加工的頭尾料和廢次單晶矽材料，經過複拉制成太陽電池專用的單晶矽棒。将單晶矽棒切成片，一般片厚約0.3毫米。矽片經過成形、抛磨、清洗等工序，制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。擴散是在石英管制成的高溫擴散爐中進行。這樣就在矽片上形成P/FONT>N結。然後采用絲網印刷法，将配好的銀漿印在矽片上做成栅線，經過燒結，同時制成背電極，并在有栅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，單晶矽太陽電池的單體片就制成了。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（太陽電池闆），用串聯和并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，可将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。目前單晶矽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。用于宇宙空間站的還有高達50%以上的太陽能電池闆。

多晶矽太陽電池

單晶矽太陽電池的生産需要消耗大量的高純矽材料，而制造這些材料工藝複雜，電耗很大，在太陽電池生産總成本中己超二分之一，加之拉制的單晶矽棒呈圓柱狀，切片制作太陽電池也是圓片，組成太陽能組件平面利用率低。因此，80年代以來，歐美一些國家投入了多晶矽太陽電池的研制。目前太陽電池使用的多晶矽材料，多半是含有大量單晶顆粒的集合體，或用廢次單晶矽料和冶金級矽材料熔化澆鑄而成。其工藝過程是選擇電阻率為100～300歐姆•厘米的多晶塊料或單晶矽頭尾料，經破碎，用1：5的氫氟酸和硝酸混合液進行适當的腐蝕，然後用去離子水沖洗呈中性，并烘幹。用石英坩埚裝好多晶矽料，加人适量硼矽，放人澆鑄爐，在真空狀态中加熱熔化。熔化後應保溫約20分鐘，然後注入石墨鑄模中，待慢慢凝固冷卻後，即得多晶矽錠。這種矽錠可鑄成立方體，以便切片加工成方形太陽電池片，可提高材質利用率和方便組裝。多晶矽太陽電池的制作工藝與單晶矽太陽電池差不多，其光電轉換效率約12％左右，稍低于單晶矽太陽電池，但是材料制造簡便，節約電耗，總的生産成本較低，因此得到大量發展。随着技術得提高，目前多晶矽的轉換效率也可以達到14%左右。

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