晶体硅太阳电池制作流程

太阳电池基本结构：

一个单一的晶体硅电池输出电压在0.5V左右，而其最大输出功率则与太阳电池效率和表面积有关。如，一个接受光面积约为100cm2，效率为15%的太阳电池的最大输出功率仅为1.5W左右。达到一般应用要求，必须将许多太阳电池串联及并联在一起，形成所谓的模组（module）。并联的目的是为了增加输出功率，串联的目的在于提高输出电压，进一步的串联或并联则可形成

阵列安排（array）。

在一把的太阳电池应用系统上，还包括蓄电池（storagebattery）、功率调节器（powerconditioner）和安装固定结构（mountingstructures）等周边设施，统称为平衡系统（balanceofsystem）。随材料和制造技术不同，太阳电池的架构会有不同变化，但最基本的结构可分为基板、PN二极管、抗反射层、表面粗糙结构化和金属电极等五个主要部分。

为达到最佳的转换效率，主要考虑的因素有：减低太阳光的表面反射；减低任何形式的载流子再结合(carrierrecombination)；金属电极接触最优化。

基板：

在晶体硅太阳电池中，以单晶硅能达到的能量转换效率最高。要达到最优的能量转换效率，所使用的基板的品质最为关键，这里的品质指基板应具有很好的结晶完美性、最低的杂质污染等。就品质的完美性而言，所有的结晶硅中以FZ硅片（FloatZoneSilicon）最佳，而CZ硅片次之。在低成本的要求下，多晶硅片（multicrystalline）甚至比单晶硅更为广泛使用。多晶硅片中的内部缺陷，例如晶界（grainboundaries）及差排（dislocation），使得能量转换效率不如CZ单晶硅片。

少数载流子的寿命是影响能量转换效率的重要因素之一。而晶体硅中少数载流子的寿命主要受金属杂质的影响，金属杂质越高，寿命越短，能量转换效率越低。除了起始基板本身的金属杂质外，太阳电池的高温制备过程中也会引入杂质。除了严格控制制备过程以去除杂质污染外，另一重要技术是引入去疵技术（Getteringtechnology），去降低金属杂质对少数载流子寿命的影响。此外，利用氢气钝化处理（passivation），也是提高能量转换效率的有效方法。

最常用的晶体硅基板，是P型掺杂，即添加硼(Boron)。当然，N型晶体硅也可以被用来当作基板，只不过现有的太阳电池技术大多采用P型硅而设计。

使用电阻率较低的晶体硅基板，会降低太阳电池的串联电阻（seriesresistance）而导致的能量损耗，目前工业界常用的晶体硅基板的电阻率为0.5~30ohm·cm。晶体硅基板的厚度也会影响太阳电池的效率。

表面结构粗糙化（Texturing）：

逆金字塔(倒金字塔）状的凹槽，一般是利用NaOH或KOH碱性液对硅晶体表面进行蚀刻。

PN二极体是光伏效应的来源，由高温扩散产生。在P型晶体硅基板上做N型扩散，或是在N型基板上做P型扩散而产生的。一般的N型扩散只有约0.5μm左右的厚度，而且是在基板做完粗糙化处理后才进行的。

除了将晶体硅表面做粗糙织构化之外，在表面涂布抗反射层是降低反射损失的另一有效方式，即在硅晶体表面涂布一层低折射系数的透明材料。常用TiO2、SiN、SiO、Al2O3、SiO2、CeO2等。折射率为硅折射率的平方根最好，厚度d=nλ/4最好，反射的情况可被降至最低。

在太阳电池中，金属接触必须被用来取出产生光电的载流子，而且这种作用必须是选择性的，即只允许一种形态的载流子由硅表面流向金属，但阻止另外一种形态的载流子流通。

基本的太阳电池制造流程：1表面结构粗糙化，2磷扩散制作，3边缘绝缘处理，4抗反射层涂布，5正面电极网印，6背面电极网印

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