太阳能电池的芯片材料及转换效率怎么算

太阳能电池的芯片材料及转换效率怎么算？

1、晶体硅（单晶硅和多晶硅）太阳能电池：

2004年晶体硅太阳能电池占总量的84.6％，生产技术成熟，是光伏产业的主导产品。在光伏产业中占据着统治地位。

对于高效单晶硅太阳能电池，国际公认澳大利亚新南威尔士大学达到了最高转换效率为24.7％，目前世界技术先进产品转换效率为19－20％。对于多晶硅太阳能电池澳大利亚新南威尔士大学多晶硅电池效率已突破19.8％，技术先进产品的效率为15－18％。

2、非晶体硅太阳能电池：

α－Si（非晶硅）太阳能电池一般采用高频辉光使硅烷分解沉积而成。由于分解温度低（250－5000C），可在薄玻璃、陶瓷、不锈钢和塑料底片上沉积1um厚的薄膜，且易于大面积化。非晶硅太阳能电池多数采用pIN结构，有时还制成多层叠层式结构。

非晶硅太阳能电池大量生产的大面积产品的转换效率为10－12％，小面积产品转换效率已提高到14.6％，叠层结构电池的最高效率为21％。

3、砷化镓（GaAs）太阳能电池：

GaAs太阳能电池多数采用液相外延法或MOCVD技术制备，GaAs太阳能电池的效率可高达29.5％，一般在19.5％左右。产品具有耐高温和抗辐射特点，但生产成本较高，产量受限，主要用作空间电源。以硅片为衬底，拥MOCVD方法制造GaAs/Si异质结太阳能电池是降低成本很有希望的方法，最高效率23.3％，GaAs叠层结构的太阳能电池效率接近40％。

4、其他化合物半导体太阳能电池：

这方面主要有CIS（铜铟硒）薄膜、CdTe(碲化镉)薄膜和Inp(磷化铟)太阳能电池等。这些太阳能电池的结构与非晶硅电池相似。但CIS薄膜一般厚度为2－3um，已达到的转换效率为17.7％。CdTe薄膜很适合于制作太阳能电池。其理论转换效率达30％，目前国际先进水平转换效率为15.8％，多用于空间方面。2004年世界各种太阳能电池产量的种类分布如表2

表22004年世界各种太阳能电池产量的种类分布

序号太阳能电池种类总产量（MW）百分比（％）

1单晶硅平板电池314.428.6

2多晶硅平板电池669.256.0

3非晶硅（室内室外）47.13.9

4带硅电池41..03.4

5CdTea（碲化镉）电池13.01.1

6CIS(铜铟硒)3.00.25

7非晶硅/单晶硅电池80.06.7

总量1195.2100

（七）、提高太阳能电池效率的特殊技术：

晶体硅太阳能电池的理论效率为25％（AMO1.0光谱条件下）。太阳能电池的理论效率与入射光能转变成电流之前的各种可能损耗的因素有关。其中，有些因素由太阳能电池的基本物理决定的，有些则与材料和工艺相关。从提高太阳能电池效率的原理上讲，应从以下几方面着手：

1、减少太阳能电池薄膜光反射的损失

2、降低pN结的正向电池（俗称太阳能电池暗电流）

3、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。

4、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。

5、当采取太阳能电池硅晶体各区厚度和其他结构参数。

目前提高太阳能电池效率的主要措施如下，而各项措施的采用往往引导出相应的新的工艺技术。

（1）选择长载流子寿命的高性能衬底硅晶体。

（2）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。

（3）合理设计发射结结构，以收集尽可能多的光生载流子。

（4）采用高性能表面钝化膜，以降低表面复合速率。

（5）采用深结结构，幷在金属接触处加强钝化。

（6）合理的电极接触设计以达到低串联电阻等。