晶体硅太阳能电池的介绍和历史发展

晶体硅太阳能电池是以结晶状硅为基体材料的太阳能电池。将高纯度多晶硅料熔融再结晶后切割得到制备晶体硅电池所需片状晶体硅材料，通常称为硅片。太阳能电池产业上生产所需硅片厚度在180μｍ 左右， 有125mm×126mm 或156mm×156mm 两种规格。太阳能电池所用晶体硅材料纯度需达到6个9（即99.9999％） 以上，纯度越高，杂质越少，电池转换效率越高。晶体硅太阳能电池可应用于各类光伏系统中，包括大型地面光伏电站、屋顶光伏发电系统及太阳能路灯、庭院灯等，是应用范围最广泛的一种太阳能电池。

图1 晶体硅电池外观

毫无疑问，硅电池是促进光伏产业前进的中坚力量。而太阳能电池组件中，大约80%的电力都来源于晶体硅组件。第一个晶体硅电池出现在1954年，恰宾和卡尔松等人在贝尔实验室用表面抛光的硅片制作PN结，然后分别在两侧蒸镀上金属电极，就制成了光伏转换效率达6%的世界上第一块实用性硅太阳电池，成为现代硅太阳电池时代的开始。经过几十年的发展，晶体硅太阳电池经历了几个快速发展期，效率得到不断攀升，从最初的8%提升至目前的25%（实验室效率），正如图2所示。

 图2 晶体硅电池实验室和产业化效率进展

晶体硅太阳能电池的典型结构包括ｐ型区、pn结、ｎ型区及正负电极。通常为提高电池转换效率，还有减反层、钝化层、背场或前场等。主要的晶体硅太阳能电池包括ｐ型常规产业化电池、PERL电池、IBC电池和HIT电池。