硅太陽能電池的演化過程。(a) 70年代的傳統(tǒng)電池，顯示典型的半導(dǎo)體厚度。(b)雙面、激光開槽、埋接觸電池。(c)無源發(fā)射極，后方局部擴(kuò)散(PERL)電池。基于格林(1993)。

在提高實驗室電池的最大效率方面已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展。圖8.48顯示了從20世紀(jì)40年代的不足1%，到70年代早期的略高于15%，到2000年超過25%的增長。2003年，實際生產(chǎn)模塊的效率在14 - 17%之間。電力期貨資料，僅供參考。

帶狀硅技術(shù)

CZ和FZ晶圓生產(chǎn)工藝是為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)開發(fā)的，這是一件好事，也是一件壞事。毫無疑問，光伏產(chǎn)業(yè)由于能夠利用為巨大的微電子工業(yè)開發(fā)的技術(shù)而受益匪淺。此外，由于pv不需要非常高質(zhì)量的晶圓，它們可以使用一些最初用于半導(dǎo)體行業(yè)的廢棄晶體硅。

另一方面，一個被制造成數(shù)千個高價集成電路的晶圓產(chǎn)生的收入要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一個被制造成光伏電池的晶圓，這意味著電子公司可以花更多的錢來購買晶圓，從而保持高價。

由于切片拋光晶圓的成本占pv成本的很大一部分，人們試圖找到其他制造晶圓的方法。

圖8.49使用(a)中的邊緣薄膜饋電生長工藝(EFG)或使用(b)中的樹枝狀網(wǎng)生長工藝(樹枝狀網(wǎng))可以生長晶硅帶。多晶硅期貨資料，僅供參考。

硅有幾種這樣的技術(shù)是基于從硅熔體中生長出長而細(xì)、連續(xù)的帶狀晶體硅。然后，這些緞帶可以被切割成矩形的單元，而不需要浪費鋸一錠，也不需要單獨的拋光步驟。

圖8.49a說明了一種稱為“邊緣定義的薄膜喂養(yǎng)生長(EFG)”的方法。它是基于部分浸入熔融硅中的碳模。在模具中的槽形孔內(nèi)，熔融硅凝固并出現(xiàn)為結(jié)晶硅的冰凍帶。早期的帶狀工藝是基于在兩個平行枝晶支撐體之間生長薄片狀晶體(圖8.49b)。為了形成良好的晶體材料，需要對枝晶及其之間的凝固硅進(jìn)行非常精確的溫度控制

圖8.50 S-Web過程產(chǎn)生了一個連續(xù)的硅帶，它可以被摻雜并切割成單個的矩形電池。基于Schmela(2000)。

絲帶從熔體中抽出。一個類似的過程被稱為弦?guī)Ъ夹g(shù)，其中兩個高溫垂直弦垂直拉過一個淺硅熔體。熔融的硅跨越并凍結(jié)在弦之間，形成一個長而細(xì)的單晶帶。然后在不中斷新帶的持續(xù)生長的情況下將硅帶切成一定長度。

西門子太陽能公司在1990年推出了第三種帶狀技術(shù)，但直到2000年德國公司Brandl AG才完全開發(fā)出來。S-Web工藝?yán)�用碳纖維網(wǎng)，沿著硅熔體表面水平拉伸。硅沿著網(wǎng)的下方凝固，形成一種晶體，它可以被拉伸成一個連續(xù)的帶狀，然后可以被摻雜并切割成矩形的、電池大小的碎片。

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