硅光子

】 太阳能光伏 光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的
一阶段，太阳能研究工作取得一些重大进展，比较突出的有：1945年，美国贝尔实验室研制成实用型硅太阳电池，为光伏发电大规模应用奠定了基础；1955年，以色列泰伯等在第一次国际太阳热科学会议上提出选择性

电他的激活层，不仅保持了晶体硅太阳电他的高性能和稳定性，而且使硅材料的用量大幅度下降，明显地降低了电池成本。利用晶体硅薄膜制备太阳电池的基本要求为：（1）晶体硅薄膜厚度为5-150m；（2）增加光子吸收

在105-106，此区中光生电子空穴是光伏电力的源泉。非晶体硅结构的长程无序破坏了晶体硅光电子跃迁的选择定则，使之从间接带隙材料变成了直接带隙材料，对光子的吸收系数很高，对敏感光谱域的吸收系数在
的电磁波光子能量不同，则气体分解粒子的能量不同，粒子生存寿命不 同，薄膜的生成及对膜表面的处理机制不同，生成膜的结构、电子特性及稳定性就会有区别。VHF和微波 PECVD在微晶硅的制备上有一定的优势

。常规太阳电池简单装置如图1所示。当N型和P型两种不同型号的半导体材料接触后，由于扩散和漂移作用，在界面处形成由P型指向N型的内建电场。当光照在太阳电池的表面后，能量大于禁带宽度的光子便激发出电子和空穴对
，这些非平衡的少数载流子在内电场的作用下分离开，在电池的上下两极累积，这样电池便可以给外界负载提供电流。从本世纪70年代中期开始了地面用太阳电池商品化以来，晶体硅就作为基本的电池材料占据着统治地位

结硅太阳能电池。这些太阳能电池只能利用太阳自然产生的光亮度，且其最佳效率限定于一个相对狭窄的光子能量范围中。 Spectrolab有限公司研究小组对聚光多重接合太阳能电池进行了实验，使用高强度的

非晶硅是以电浆式化学气相沉积法，在玻璃等基板上成长厚度约一微米左右的非晶硅薄膜。 因为非晶硅对光的吸收性比硅强约 500 倍，所以只需要薄薄的一层就可以把光子的能量有效地吸收，且不需要使用昂贵的结晶硅

5．新技术探索 为了提高非晶硅太阳电池的初始效率和光照条件下的稳定性，人们探索了许多新的材料恰工艺。比较重要的新工艺有：化学退火法、脉冲虱灯光照法、氢稀释法、交替淀积与氢卫法、掺氟
、本征层掺痕量硼法、等。此外，为了提高a-Si薄膜材料的掺硼效率，用二基硼代替二乙硼烷作掺杂源气。为了获得a-Si膜的高淀积速率，采用二乙硅炕代替甲硅烷作源气。 所谓化学退火，就是在一层一层

目前应用于电子设备的镀膜材料的几分之一。该材料有望为制造更高效的发光二极管（LED）和太阳能电池等创造条件。该研究成果发表在3月1日的《自然—光子学》上。 新的纳米镀膜材料是伦斯勒
理工学院光学材料专家Fred Schubert和同事通过在氮化铝（AlN）基板上沉积二氧化硅或者二氧化钛蒸气得到的。研究人员使二氧化硅或二氧化钛在AlN上形成毛毯似的纳米棒阵列，每根纳米棒大约50纳米

置于较厚的P型半导体上，当光子撞击该装置的表面时，P型和N型半导体的接合面有电子扩散产生电流，可利用上下两端的金属导体将电流引出利用。目前，太阳能电池的成本还较高，要达到足够的功率，需要相当大的面积放置
电池。 　　1953年，美国贝尔实验室研制出世界上第一个硅太阳能电池，转换效率为0.5％，1994年太阳能电池的转换效率已提高到17％。 光化转换 　　光化转换即先将太阳能转换成化学能，再转换

变得相当困难，而且其转换效率仍然低于传统的硅太阳电池，这是由于主动层(纳米级TiO2薄膜)产生的电子，很难被顺利的传导出来形成电流。 最近，Kamat等人利用纳米碳管来引导光生电荷载子
光子转换为多个电子，并非像在传统材料中一个光子仅能产生一个电子，因此可以使整体的转换效率更加提升。 Electron transport across nanostructured