一、晶硅太陽能電池的分類

晶硅太陽能電池從結(jié)構(gòu)來分，分為P型和N型(詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參考：P型和N型電池結(jié)構(gòu)的詳細(xì)介紹)。目前主流的電池多為P型，其電池片結(jié)構(gòu)如圖1所示：一般以P型Si作為基底，表面擴(kuò)散磷形成PN結(jié)，外面再鍍一層減反射膜。PN結(jié)是太陽能電池的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，PN結(jié)品質(zhì)的好壞直接決定電池光電轉(zhuǎn)換能力的高低。

圖1：P型晶硅電池結(jié)構(gòu)示意圖

晶硅太陽能電池從制造工藝來分，又分為單晶硅電池和多晶硅電池。

單晶硅片來自于單晶硅硅棒切割，硅棒采取類似藍(lán)寶石等單晶材料的生長(zhǎng)方式。因此，其原子排列短程有序、長(zhǎng)程也有序，得到的半導(dǎo)體雜質(zhì)、缺陷相對(duì)較少，但相應(yīng)的成本也更高。

多晶硅片來自于多晶硅鑄錠切割，硅錠的工藝路線類似鋼鐵材料。因此，其原子排列僅短程有序，存在晶界。

圖2：?jiǎn)?、多晶硅晶格示意圖

圖3：多晶材料晶界示意圖

二、單、多晶硅太陽能電池的差異

1PN結(jié)構(gòu)造的差異

單晶硅片因具有完美的晶體結(jié)構(gòu)，易制備高品質(zhì)的PN結(jié)。

多晶硅片由于內(nèi)部晶界、缺陷、雜質(zhì)等的大量存在，會(huì)影響PN結(jié)本身的品質(zhì)，導(dǎo)致PN結(jié)內(nèi)部旁路的增加，電池外在電性能則表現(xiàn)為開路電壓，填充因子的下降，并聯(lián)電阻的降低。

圖4：多晶硅擴(kuò)散后獲得的PN結(jié)，因晶界存在導(dǎo)致漏電流高于單晶

2少子壽命的差異

單晶硅片完美的晶體結(jié)構(gòu)，極低的缺陷密度和雜質(zhì)含量，使其具有更高的少子壽命，即光照產(chǎn)生的正電荷和負(fù)電荷具有較長(zhǎng)的壽命，在被PN結(jié)分離前及輸運(yùn)至電極的過程中不會(huì)消失(被雜質(zhì)、缺陷捕獲)，而后被分離的正負(fù)電荷，經(jīng)由電極收集輸出，形成電流。電池外在電性能表現(xiàn)為電流的上升，效率的提高。

多晶硅片中的少子壽命則相對(duì)較低，光照所激發(fā)的正負(fù)電荷很快復(fù)合在一起并釋放出能量，相比單晶，光能更多的轉(zhuǎn)化為熱能而非電能。單、多晶硅片的少子壽命分布 如圖5所示。紅色表示少子壽命短，藍(lán)色表示少子壽命長(zhǎng)。

圖5：?jiǎn)?、多晶硅片的少子壽命分布圖

3轉(zhuǎn)換效率的差異

單晶在轉(zhuǎn)換效率方面優(yōu)勢(shì)更明顯，尤其PERC技術(shù)的量產(chǎn)，對(duì)于單晶效率的提升顯著。另外，從產(chǎn)業(yè)技術(shù)趨勢(shì)來看，單晶技術(shù)路線相對(duì)其他技術(shù)路線擁有更高的轉(zhuǎn)換效率和更大的效率提升空間。圖6為2015國(guó)際光伏技術(shù)路線圖。

圖6：國(guó)際光伏技術(shù)路線圖(2015版)