單晶硅、多晶硅太陽(yáng)電池區(qū)別？

1、單晶硅太陽(yáng)電池：?jiǎn)尉Ч杼?yáng)電池是當(dāng)前開(kāi)發(fā)得最快的一種太陽(yáng)電池，它的構(gòu)成和生產(chǎn)工藝已定型，產(chǎn)品已廣泛用于宇宙空間和地面設(shè)施。這種太陽(yáng)電池以高純的單晶硅棒為原料，純度要求99.999。為了降低生產(chǎn)成本，現(xiàn)在地面應(yīng)用的太陽(yáng)電池等采用太陽(yáng)能級(jí)的單晶硅棒，材料性能指標(biāo)有所放寬。有的也可使用半導(dǎo)體器件加工的頭尾料和廢次單晶硅材料，經(jīng)過(guò)復(fù)拉制成太陽(yáng)電池專(zhuān)用的單晶硅棒。將單晶硅棒切成片，一般片厚約0.3毫米。硅片經(jīng)過(guò)成形、拋磨、清洗等工序，制成待加工的原料硅片。加工太陽(yáng)電池片，首先要在硅片上摻雜和擴(kuò)散，一般摻雜物為微量的硼、磷、銻等。擴(kuò)散是在石英管制成的高溫?cái)U(kuò)散爐中進(jìn)行。這樣就在硅片上形成P/FONT>

2、N結(jié)。然后采用絲網(wǎng)印刷法，將配好的銀漿印在硅片上做成柵線，經(jīng)過(guò)燒結(jié)，同時(shí)制成背電極，并在有柵線的面涂覆減反射源，以防大量的光子被光滑的硅片表面反射掉，至此，單晶硅太陽(yáng)電池的單體片就制成了。單體片經(jīng)過(guò)抽查檢驗(yàn)，即可按所需要的規(guī)格組裝成太陽(yáng)電池組件（太陽(yáng)電池板），用串聯(lián)和并聯(lián)的方法構(gòu)成一定的輸出電壓和電流，最后用框架和封裝材料進(jìn)行封裝。用戶根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可將太陽(yáng)電池組件組成各種大小不同的太陽(yáng)電池方陣，亦稱(chēng)太陽(yáng)電池陣列。目前單晶硅太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率為15左右，實(shí)驗(yàn)室成果也有20以上的。用于宇宙空間站的還有高達(dá)50%以上的太陽(yáng)能電池板。 多晶硅太陽(yáng)電池：?jiǎn)尉Ч杼?yáng)電池的生產(chǎn)需要消耗大量的高純硅材料

3、，而制造這些材料工藝復(fù)雜，電耗很大，在太陽(yáng)電池生產(chǎn)總成本中己超二分之一，加之拉制的單晶硅棒呈圓柱狀，切片制作太陽(yáng)電池也是圓片，組成太陽(yáng)能組件平面利用率低。因此，80年代以來(lái)，歐美一些國(guó)家投入了多晶硅太陽(yáng)電池的研制。目前太陽(yáng)電池使用的多晶硅材料，多半是含有大量單晶顆粒的集合體，或用廢次單晶硅料和冶金級(jí)硅材料熔化澆鑄而成。其工藝過(guò)程是選擇電阻率為100300歐姆?厘米的多晶塊料或單晶硅頭尾料，經(jīng)破碎，用1：5的氫氟酸和硝酸混合液進(jìn)行適當(dāng)?shù)母g，然后用去離子水沖洗呈中性，并烘干。用石英坩堝裝好多晶硅料，加人適量硼硅，放人澆鑄爐，在真空狀態(tài)中加熱熔化。熔化后應(yīng)保溫約20分鐘，然后注入石墨鑄模中，待慢慢

4、凝固冷卻后，即得多晶硅錠。這種硅錠可鑄成立方體，以便切片加工成方形太陽(yáng)電池片，可提高材質(zhì)利用率和方便組裝。多晶硅太陽(yáng)電池的制作工藝與單晶硅太陽(yáng)電池差不多，其光電轉(zhuǎn)換效率約12左右，稍低于單晶硅太陽(yáng)電池，但是材料制造簡(jiǎn)便，節(jié)約電耗，總的生產(chǎn)成本較低，因此得到大量發(fā)展。隨著技術(shù)得提高，目前多晶硅的轉(zhuǎn)換效率也可以達(dá)到14%左右。多晶和單晶的區(qū)別是：電解晶體硅，出現(xiàn)的晶體是單核的是單晶，多核的是多晶。單晶的弱光性能好！現(xiàn)在多晶硅的效率也直追單晶了，就是在弱光還稍微差點(diǎn)，但價(jià)格要便宜些單晶和多晶的生產(chǎn)制造工藝是不一樣的，成分也有所不同，但是最后做成成品（電池板）使用效果是差不多的，之前兩者的區(qū)別在于光電

5、轉(zhuǎn)換率不同，單晶一直比多晶轉(zhuǎn)換效率高，即使在實(shí)驗(yàn)室還是這種情況，另外單晶的材質(zhì)要比多晶的好，在生產(chǎn)過(guò)程中不容易損壞，另外在外觀上，單晶一般都是單色的（常規(guī)的是藍(lán)色和黑色。國(guó)外基本都是藍(lán)色多，國(guó)內(nèi)的大多表面是藍(lán)色，但在層壓后顏色會(huì)變成黑色，多晶顏色很雜，既有單色藍(lán)色。也有彩色的）價(jià)格上：?jiǎn)尉д?huì)高于多晶（當(dāng)然，這并不是說(shuō)多晶不如單晶，而是多晶的生產(chǎn)成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于單晶，而且多晶的產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單晶）在提醒下樓主：無(wú)論單晶還是多晶電池片，功率用眼睛是看不出來(lái)的，用眼睛只能分辨電池片的外觀好壞，有無(wú)色差、缺角等，功率是要用電池片測(cè)試儀檢測(cè)的，而且在檢測(cè)前必須通過(guò)權(quán)威部門(mén)的檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)片（即：通過(guò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

6、檢測(cè)IEC61215）校準(zhǔn)，不然檢測(cè)的數(shù)據(jù)時(shí)不準(zhǔn)確的。非晶硅太陽(yáng)電池：非晶硅太陽(yáng)電池是1976年有出現(xiàn)的新型薄膜式太陽(yáng)電池，它與單晶硅和多晶硅太陽(yáng)電池的制作方法完全不同，硅材料消耗很少，電耗更低，非常吸引人。制造非晶硅太陽(yáng)電池的方法有多種，最常見(jiàn)的是輝光放電法，還有反應(yīng)濺射法、化學(xué)氣相沉積法、電子束蒸發(fā)法和熱分解硅烷法等。輝光放電法是將一石英容器抽成真空，充入氫氣或氬氣稀釋的硅烷，用射頻電源加熱，使硅烷電離，形成等離子體。非晶硅膜就沉積在被加熱的襯底上。若硅烷中摻人適量的氫化磷或氫化硼，即可得到N型或P型的非晶硅膜。襯底材料一般用玻璃或不銹鋼板。這種制備非晶硅薄膜的工藝，主要取決于嚴(yán)格控制氣壓

7、、流速和射頻功率，對(duì)襯底的溫度也很重要。非晶硅太陽(yáng)電池的結(jié)構(gòu)有各種不同，其中有一種較好的結(jié)構(gòu)叫PiN電池，它是在襯底上先沉積一層摻磷的N型非晶硅，再沉積一層未摻雜的i層，然后再沉積一層摻硼的P型非晶硅，最后用電子束蒸發(fā)一層減反射膜，并蒸鍍銀電極。此種制作工藝，可以采用一連串沉積室，在生產(chǎn)中構(gòu)成連續(xù)程序，以實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。同時(shí)，非晶硅太陽(yáng)電池很薄，可以制成疊層式，或采用集成電路的方法制造，在一個(gè)平面上，用適當(dāng)?shù)难谀９に嚕淮沃谱鞫鄠€(gè)串聯(lián)電池，以獲得較高的電壓。因?yàn)槠胀ňw硅太陽(yáng)電池單個(gè)只有0.5伏左右的電壓，現(xiàn)在日本生產(chǎn)的非晶硅串聯(lián)太陽(yáng)電池可達(dá)2.4伏。目前非晶硅太陽(yáng)電池存在的問(wèn)題是光電轉(zhuǎn)換效率

8、偏低，國(guó)際先進(jìn)水平為10左右，且不夠穩(wěn)定，常有轉(zhuǎn)換效率衰降的現(xiàn)象，所以尚未大量用于作大型太陽(yáng)能電源，而多半用于弱光電源，如袖珍式電子計(jì)算器、電子鐘表及復(fù)印機(jī)等方面。估計(jì)效率衰降問(wèn)題克服后，非晶硅太陽(yáng)電池將促進(jìn)太陽(yáng)能利用的大發(fā)展，因?yàn)樗杀镜?，重量輕，應(yīng)用更為方便，它可以與房屋的屋面結(jié)合構(gòu)成住戶的獨(dú)立電源。 在猛烈陽(yáng)光底下，單晶體式太陽(yáng)能電池板較非晶體式能夠轉(zhuǎn)化多一倍以上的太陽(yáng)能為電能，但可惜單晶體式的價(jià)格比非晶體式的昂貴兩三倍以上，而且在陰天的情況下非晶體式反而與晶體式能夠收集到差不多一樣多的太陽(yáng)能。晶體硅在太陽(yáng)能電池板中的轉(zhuǎn)換效率及特性應(yīng)用 標(biāo)簽： 單晶硅 多晶

9、硅 硅片轉(zhuǎn)換效率 財(cái)經(jīng)晶體硅在太陽(yáng)能電池板中的轉(zhuǎn)換效率及特性應(yīng)用硅是一種呈灰色金屬光澤的半金屬；當(dāng)將硅提純到很高純度(99.9999999%)時(shí),就顯示出優(yōu)異半導(dǎo)體性能的半導(dǎo)體材料.硅無(wú)毒,無(wú)害,性脆,易碎的元素符號(hào)為Si,其比重為2.33,原子量為；28.086.其在自然界中呈氧化物狀態(tài)存在,在巖石圈中的豐度27.6(重量)%,因而硅的資源極為豐富.硅是一種神奇元素,通常的工業(yè)硅(99.0-99.9%)不具有半導(dǎo)體性能.這種純度水平的硅多用在制造硅鋼片（馬達(dá)轉(zhuǎn)子部分等）或與鋁制成合金用在汽車(chē)工業(yè)上.半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能介于金屬材料(Cu,Al)和絕緣體(陶瓷,玻璃)

10、60;之間的一類(lèi)材料.金屬的電阻率非常小,如銅的電阻率為 1.55X10-6.cm,鋁的電阻率為 2.5X10-6.cm；絕緣體的電阻率很高,如陶瓷的電阻率為 1 X 10-14.cm,而玻璃的電阻率為 1X10-8.cm.半導(dǎo)體材料的電阻率介于兩者之間.在半導(dǎo)體硅中不僅有帶負(fù)電荷的電子參與導(dǎo)電,而且還有帶正電荷的空穴參與導(dǎo)電.主要靠電子導(dǎo)電的稱(chēng)為N型半導(dǎo)體,主要靠空穴導(dǎo)電的稱(chēng)為P型半導(dǎo)體.當(dāng)硅中摻入 V 族元素時(shí),如（磷, 銻,砷）等,就會(huì)形成 N 型材料；當(dāng)硅中摻入 III 族元素

11、時(shí),如硼等,就會(huì)形成 P 型材料；除了雜質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體的電阻率影響之外,還有溫度,溫度升高時(shí),電阻率降低.溫度降低時(shí),半導(dǎo)體的電阻率升高.如:高純度硅單晶在室溫下的載流子濃度為 1010  1011cm-3 相當(dāng)于電阻率幾萬(wàn).cm.而在 5000C 時(shí),其載流子濃度為1017cm-3,相當(dāng)于電阻率0.06.cm.溫度變化 5000C,電阻率相差百萬(wàn)倍.各種器件的功能源于半導(dǎo)體材料表面的特性和界面特性.一種稱(chēng)為PN結(jié).當(dāng)利用擴(kuò)散,合金化或離子注入,外延生長(zhǎng)等化學(xué) 物理方法使N型硅P型硅結(jié)合在一起時(shí),在二者界面處

12、形成PN 結(jié).這個(gè)PN結(jié)的基本特性就是單向?qū)щ?將交流電轉(zhuǎn)換成直流電(整流)或?qū)㈦姶挪ㄖ械臒o(wú)線電信號(hào)檢出(檢波)就是 PN 結(jié)的主要功能.當(dāng)太陽(yáng)照射半導(dǎo)體PN結(jié)時(shí),PN結(jié)兩端就會(huì)形成電勢(shì)差,這叫光生伏特效應(yīng),是太陽(yáng)能電池的基本原理.在正向電流作用下,PN 結(jié)就會(huì)發(fā)出可見(jiàn)光,這是發(fā)光二極管的原理（）；而作為半導(dǎo)體材料性能使用的硅在太陽(yáng)能應(yīng)用中，分為單晶硅和多晶硅；在眾多太陽(yáng)光電池中較普遍且較實(shí)用的有單晶硅太陽(yáng)能電池、多晶硅太陽(yáng)能電池及非晶硅太陽(yáng)能電池等三種；在太陽(yáng)光充足日照好的東西部地區(qū)，采用多晶硅太陽(yáng)能電池為好，因多晶硅太陽(yáng)能電池生產(chǎn)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，價(jià)格比

13、單晶低。單晶硅電池具有電池轉(zhuǎn)換效率高，在16%-20%，穩(wěn)定性好，但是成本較高，單晶硅電池的四個(gè)角有接近圓形的倒角，一塊組件中間有金錢(qián)形窟窿的就是單晶；單晶硅是中心對(duì)稱(chēng)的晶體，在天然狀態(tài)光學(xué)各向同性的及2XY軸互換對(duì)稱(chēng)的晶格結(jié)構(gòu)光學(xué)各向同性；用高純度的多晶硅在單晶爐內(nèi)拉制而成。單晶硅具有準(zhǔn)金屬的物理性質(zhì)，有較弱的導(dǎo)電性，其電導(dǎo)率隨溫度的升高而增加，有顯著的半導(dǎo)電性。多晶硅電池制造成本低，轉(zhuǎn)換效率略低于直拉單晶硅太陽(yáng)能電池，多晶硅轉(zhuǎn)換效率在14%-16%，多晶片是直角的正方形或長(zhǎng)方形；但材料中的各種缺陷，如晶界、位錯(cuò)、微缺陷，和材料中的雜質(zhì)碳和氧，以及工藝過(guò)程中玷污的過(guò)渡族金屬;在力學(xué)性質(zhì)、光學(xué)

14、性質(zhì)和熱學(xué)性質(zhì)的各向異性方面，遠(yuǎn)不如單晶硅明顯；在電學(xué)性質(zhì)方面，多晶硅晶體的導(dǎo)電性也遠(yuǎn)不如單晶硅顯著，甚至于幾乎沒(méi)有導(dǎo)電性。在化學(xué)活性方面，兩者的差異極小。多晶硅和單晶硅可從外觀上加以區(qū)別，但真正的鑒別須通過(guò)分析測(cè)定晶體的晶面方向、導(dǎo)電類(lèi)型和電阻率等。    目前，晶體硅材料（包括多晶硅和單晶硅）是最主要的光伏材料，其市場(chǎng)占有率在90以上,而且在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期也依然是太陽(yáng)能電池的主流材料。多晶硅材料的生產(chǎn)技術(shù)長(zhǎng)期以來(lái)掌握在美、日、德等3個(gè)國(guó)家形成技術(shù)封鎖、市場(chǎng)壟斷的狀況。日本的Tokuyama、三菱、住友公司、美國(guó)的Hemlock、Asimi、SGS、MEMC公司，德國(guó)的Wacker公司等是科研實(shí)力非常強(qiáng)大的公司，全球市場(chǎng)占有率超過(guò)95%； 轉(zhuǎn)換機(jī)率該太陽(yáng)能電池板的功率為5W, 面積為:0.03平方米, 則它的效率為:5/0.03/1000=0.167=16.7%, 也就是它將平方米1000W 太陽(yáng)光能量的167%轉(zhuǎn)換成了電