單晶矽太陽能電池

定義： 以單晶矽為基體材料的太陽能電池。

應用學科： 電力（一級學科）；可再生能源（二級學科）

單晶矽太陽能電池,是以高純的單晶矽棒為原料的太陽能電池，是當前開發得最快的一種太陽能電池。它的構造和生產工藝已定型，產品已廣泛用於空間和地面

為了降低生產成本，現在地面應用的太陽能電池等采用太陽能級的單晶矽棒，材料性能指標有所放寬。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，經過複拉制成太陽能電池專用的單晶矽棒。

單晶矽太陽能電池
將單晶矽棒切成片，一般片厚約0.3毫米。矽片經過拋磨、清洗等工序，制成待加工的原料矽片。加工太陽能電池片，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。這樣就矽片上形成P>N結。然後采用絲網印刷法，精配好的銀漿印在矽片上做成柵線，經過燒結，同時制成背電極，並在有柵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。因此，單晶矽太陽能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能電池組件（>太陽能電池板），用串聯和並聯的方法構成一定的輸出電壓和電流。最後用框架和材料進行封裝。用戶根據系統設計，可將太陽能電池組件組成各種大小不同的太陽能電池方陣，亦稱太陽能電池陣列。目前單晶矽太陽能電池的光電轉換效率為15%左右，實驗室成果也有20%以上的。

太陽能電池產業的發展
近5年來中國光伏電池產量年增長速度為1-3倍，光伏電池產量占全球產量的比例也由2002年1.07%增長到2008年的近15%。商晶體矽太陽能電池的效率也從3年前的13%-14%提高到16%-17%。總體來看，中國太陽能電池的國際市場份額和技術競爭力大幅提高。在產業布局上，中國太陽能電池產業已經形成了一定的集聚態勢。在長三角、 環渤海、珠三角、中西部地區，已經形成了各具特色的太陽能產業集群。

太陽能光伏發電在不遠的將來會占據世界能源消費的重要席位，不但要替代部分常規能源，而且將成為世界能源供應的主體。預計到2030年，可再生能源在總能源結構中將占到30%以上，而太陽能光伏發電在世界總電力供應中的占比也將達到10%以上；到2040年，可再生能源將占總能耗的50%以上，太陽能光伏發電將占總電力的20%以上；到21世紀末，可再生能源在能源結構中將占到80%以上，太陽能發電將占到60%以上。這些數字足以顯示出太陽能光伏產業的發展前景及其在能源領域重要的戰略地位。由此可以看出，太陽能電池市場前景廣闊。

目前太陽能電池主要包括晶體矽電池和薄膜電池兩種，它們各自的特點決定了它們在不同應用中擁有不可替代的地位。但是，未來10年晶體矽太陽能電池所占份額盡管會因薄膜太陽能電池的發展等原因而下降，但其主導地位仍不會根本改變；而薄膜電池如果能夠解決轉換效率不高、制備薄膜電池所用設備價格昂貴等問題，會有巨大的發展空間。

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