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【视角】从内部构造分析单、多晶电池性能差异

导读: 单晶硅片因具有完美的晶体结构,易制备高品质的PN结。多晶硅片由于内部晶界、缺陷、杂质等的大量存在,会影响PN结本身的品质,导致PN结内部旁路的增加,电池外在电性能则表现为开路电压,填充因子的下降,并联电阻的降低。

  一、晶硅太阳能电池的分类

  晶硅太阳能电池从结构来分,分为P型和N型(详细内容请参考:P型和N型电池结构的详细介绍)。目前主流的电池多为P型,其电池片结构如图1所示:一般以P型Si作为基底,表面扩散磷形成PN结,外面再镀一层减反射膜。PN结是太阳能电池的关键结构,PN结品质的好坏直接决定电池光电转换能力的高低。

  图1:P型晶硅电池结构示意图

  晶硅太阳能电池从制造工艺来分,又分为单晶硅电池和多晶硅电池。

  单晶硅片来自于单晶硅硅棒切割,硅棒采取类似蓝宝石等单晶材料的生长方式。因此,其原子排列短程有序、长程也有序,得到的半导体杂质、缺陷相对较少,但相应的成本也更高。

  多晶硅片来自于多晶硅铸锭切割,硅锭的工艺路线类似钢铁材料。因此,其原子排列仅短程有序,存在晶界。

  图2:单、多晶硅晶格示意图

  图3:多晶材料晶界示意图

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