关键字：光伏发电、晶体硅光伏电池、别墅太阳能发电

从1958年美国首颗采用常规硅太阳电池供电的卫星——先锋一号 (Vanguard I)成功发射以来，各种类型的硅太阳电池被航天器广泛用作主电源；而在别墅太阳能发电行业，也频频出现硅太阳电池的声影。空间领域的需求推动了硅太阳电池的快速发展，随着浅结密栅、背场、背反射 器、多层减反射膜、高效陷光结构、表面钝化等各种技术的相继应用，空间用晶体硅光伏发电电池的转换效率从早先的5%(AM0)提高了18. 3%(AM0)，该光伏发电电池被广泛应用于各类航天器。

空间用晶体硅光伏电池概述

 

1954年美国贝尔实验室研制成功第一种具有实用价值的太阳电池，该太阳电池采用了直拉单晶硅和高温扩散技术，其效率虽然只有5% (AMO)，但也开创了太阳电池光伏发电的新纪元。

晶体硅太阳电池组件截面结构

 

随着光伏发电行业的不断进步，光伏技术也得到了持续改进，电池的效率不断得到提升。COMSAT实验室1970年发表研究结果：采用更浅的扩散和更密的金属栅线可以改善对蓝光的响应，从而极大地提高光伏发电电池的效率，采用这种技术的浅结背反射器电池（BSR)，其最高效率可达12. 3% (AM0)！另外，在电池背面通过重掺杂技术形成所谓的“背表面场”，也明显起到了改善作用，由此便研发出了背场背反射器电池（BSFR)，最高效率达到15% (AM0)左右，目前这种电池在国内别墅太阳能发电行业有所应用。此后，COMSAT实验室利用各向异性的化学腐蚀办法在硅表面形成陷光结构，很大程度地降低了电池表面的反射，进一步提 高了光伏电池的效率。

 

从1980年开始，新南威尔士大学采用发射极钝化技术，将硅电池效率的纪录不断刷新；另一个改进是斯坦福大学开发的背面点接触电池，其主要特征是在电池的上下表面均采用了氧化层钝化，并且P-n结和正负电极均制备在电池背面。随后，新南威尔士大学在此基础上做了进一步的改进，采用了正面发射极、双面钝化的设计，开发出一系列的新型电池，包括PERL电池、PERT电池、PERF电池等，至今新南威尔士大学仍保持着硅电池最高效率的世界纪录。

从1993年开始，美国SunPower公司和日本Sharp公司基于PERL电池结构分别研制出空间用高效硅电池，最高效率可达18. 3%(AM0)！该光伏发电电池在2004年之前得到了大规模应用，装备于50多颗卫星。同时期美国SunPower公司基于背面点接触技术开始研制指状交叉背面接触电池（IBC)。通过持续的改进，这种大面积低成本电池的效率在2010年达到创记录的24. 2%(AM1. 5)，被广泛应用于无人机领域。

 

空间用晶体硅光伏发电电池按照结构特点一般分为常规硅太阳电池、背反射器电池 (BSR电池）、背场背反射器太阳电池(BSFR)、钝化发射极和局部背场电池（PERL 电池)几种，其中部分电池在别墅太阳能发电行业被广泛使用。