太阳能光伏发电和硅材料

　　　硅材料是半导体工业中最重要和应用最广泛的半导体材料，它既具有元素含量丰富、化学稳定性好、无环境污染等优点，又具有良好的半导体材料特性，从而成为现代电子工业和信息社会的基础材料，其发展和应用直接促进了20世纪全球科技和工业的高速发展。

　　太阳能发电电池的研究开发从一开始就受益于半导体技术，20世纪50年代国际上由贝尔实验室成功制备的第一个太阳电池就是建立在硅晶体器件的基础上。过去几十年来，硅太阳电池一直是国际太阳能发电产业的主流，市场份额基本都在90%以上。

　　从而，硅材料也成为太阳能发电的基础材料，对太阳能发电的技术发展 和产业进步具有举足轻重的作用。

　　在太阳能发电中应用的硅材料有多种形式，大致可以分为硅晶体材料、硅薄膜 材料和硅纳米材料，可以制备硅晶体太阳电池、硅薄膜太阳电池和硅纳米太阳电池， 分别对应M. Green教授建议的“第一代、第二代及第三代电池”。

　　这些硅材料和电 池技术和产业具有各自的优点和弱点，硅纳米材料和电池利用量子效应等特点，是具有重要潜力的新型太阳电池，目前正在基础研究阶段；硅薄膜材料和电池(非晶硅薄膜、微晶硅薄膜及多晶硅薄膜)具有硅材料用量少、不用切割、弱光效应好等优点，已经成为成熟的技术和产业，在光伏市场中占有一定的份额；而硅晶体材料应用最为广泛，它具有原料丰富、技术成熟、设备投资少、成本相对低等优点，一直占太阳能发电材料市场的85%左右。

　　因此，毫无疑问，硅晶体材料和电池是目前太阳能发电最重要、最主要的产业。

　　虽然已经有多种化合物薄膜电池投入规模生产，有多种新概念电池正在研发阶段，但是，可以预期，随着高纯多晶硅技术和产业的发展，硅晶体制备技术的完善，高效硅晶体电池工艺的应用，以及先进的、低成本自动化设备的运用，硅晶体材料和电池在太阳能发电市场的统治地位还会持续相当长的一段时间。

　　我们首先介绍了太阳电池用多晶硅的特征、标准、检测、制备原理和工艺，重点介绍了西门子提纯技术和低成本制备多晶硅技术；

　　其次阐明了硅晶体的制备技术和性质，重点阐明直拉硅单晶技术和铸造多晶硅技术；最后介绍了硅晶体的切断（切边）、切片等加工技术。

　　因为硅材料是在太阳能发电所有材料中化学稳定性好、无污染、具有丰富元素含量又具有良好半导体材料特性，所以硅材料一直是太阳能发电里使用的最频繁的材料。

更新时间：2015-6-17 9:24:45
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