太阳能发电电池的半导体硅材料

最早规模化实现单晶硅电池生产的企业是我国台湾茂迪(Motech)公司，后来在 2001年成立的无锡尚德电力（Suntech)公司的带动下，我国涌现了数百家太阳能发电电池 企业，最终形成了从多晶硅材料、硅片、辅材、电池、组件到装备的完整光伏产业链。 用了不到10年的时间，我国光伏产业从无到有，从小到大，从弱到强，分别在硅片、 晶体硅太阳能发电电池及组件的生产规模上一跃占据了世界第一的地位。从2011年开 始，甚至在多晶硅生产方面也走在了世界前列。 　　

至今为止，光伏发电的主流产品一直还是晶体硅太阳能发电电池，所用的主要材料与半导体工业一样，就是以硅材料为主体。硅是一种非常特殊的材料，一直以来它是信息产业(半导体工业）的最重要原料，也是提供电力能源（太阳能发电电池）的最基本材 料。值得庆幸的是硅是地球上除了氧以外最丰富的元素，所占比例达到26%之多， 而且它不仅也像阳光一样没有枯竭的问题，同时还无毒和可回收再重复利用。 　　

太阳能发电电池是一种特殊的半导体器件，它的主要功能是将光能转换为电能。太阳能发电电池技术的发展直接依赖于半导体材料与工艺的进步。按照工艺的不同，硅材料既 可以是晶体结构，即硅原子排列具有周期性，远程有序；也可以是硅原子排列呈非晶 体状态，即近程有序、远程无序。半导体之所以具有特殊功能，主要是源于独特的能 带结构。与金属与绝缘体不同，半导体具有导电的多样性，半导体材料内部的导电粒子即所谓的载流子既可以是带负电的电子，也可以是带正电的空穴。 　　

与半导体器件类似，用来制造太阳能发电电池的硅材料必须达到很髙的纯度要求。一般来说，对于晶体管、集成电路等半导体器件来说，硅材料纯度必须要在9 N以上。 但是，对于太阳能发电电池而言，硅的纯度在6～9 N范围即可满足要求。为了区别，一般 将9N以上纯度的称为电子级硅，而将专用于太阳能发电电池的6～9N纯度的称为太阳能 级硅。能够用于制造太阳能发电电池的半导体材料除了硅以外，还有锗（Ge)、砷化镓 (GaAs)、铜铟镓砸(CIGS)等。对于太阳能发电电池的基本要求就是所用的材料必须丰富、 无毒、生产工艺成熟、价格低、而且能够实现大规模生产。对应于这些基本要求，相对而言，硅是最符合要求的。 　　

目前光伏发电的主流产品一直还是晶体硅太阳能发电电池，以硅材料为主。硅材料与半导体器件类似，太阳能发电电池是一种半导体器件，它将光能转换为电能。一般硅材料必须要在9N以上，对于电池而言只需在6~9的范围即可。为区分，9N以上纯度的称为电子级硅，而将专用于太阳能发电电池的6～9N纯度的称为太阳能级硅。

更新时间：2015-4-23 16:01:33
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