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１、晶体硅电池的发电原理简述答太阳电池是利用半导体光生伏特效应的半导体器件。当太阳光照射到由 p 型和 n 型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的 p-n 结上时，在一定条件下，光能被半导体吸收后，在导带和价带中产生非平衡载流子电子和空穴。它们分别在 p 区和 n 区形成浓度梯度，并向 p-n 结作扩散运动，到达结区边界时受 p-n 结势垒区存在的强内建电场作用将空穴推向 p 区电子推向 n 区，在势垒区的非平衡载流子亦在内建电场的作用下，各向相反方向运动，离开势垒区，结果使 p 区电势升高， n 区电势降低， p-n 结两端形成光生电动势。2、晶体硅电池组件的主要电气性能有哪些请一一说明。答 Voc- 开路电压； Isc- 短路电流； Vm-峰值功率电压； Im- 峰值功率电流； Pm- 峰值功率； FF- 填充因子； Eff- 转换效率；系统最大工作电压；3、太阳能电池组件发电效率与表面温度的变化关系，简述原因答太阳能电池组件的发电效率与表面温度成反比，因为太阳能电池组件的开路电压温度系数为负值，且大于太阳能电池组件的短路电流温度系数，当温度变化时两者的参数也随之变化，由于开路电压温度系数大于短路电流温度系数，导致当温度升高时，太阳能电池组件发电效率降低。4、请简述太阳能光伏系统对蓄电池的基本要求答蓄电池的供能是储存太阳能电池方阵受光照时发出电能并可随时向负载供电。太阳能光伏系统对蓄电池的基本要求①自放电率低；②使用寿命长；③深放电能力强；④充电效率高；⑤少维护或免维护；⑥工作温度范围宽；⑦价格低廉；5、简述晶体硅电池片的生产工艺流程。答硅片分检 - 制绒 -酸洗 - 扩散 - 去磷硅 - 减反射膜制备（ PECVD） - 丝网印刷 - 测试分拣入库6、在宁夏银川市需要在一条比较繁华的街区安装太阳能路灯，已知该路灯主光源 40W ，辅光源 15W ，主光源每天需要连续工作 6 小时，辅光源每天需要连续工作 10 小时，阴雨天间隔最少 6 天，连续 3 个阴雨天也能够正常工作，蓄电池采用铅酸蓄电池，放电深度为 75，银川平均辐照量 4.5 2/ mkWh ，拟定温度损失因子 0.9 ，灰尘遮蔽因子 0.9 ，蓄电池充放电效率 0.85 ，问该系统采用多少电压系统需要多少安时的蓄电池需要多少瓦的太阳能电池组件计算题答由于主光源工作 6 小时，辅光源工作 10 小时，计算可得系统负载每天耗电功率为40 615 10390Wh；根据阴雨天最少间隔六天和系统需要持续 3 个阴雨天工作，可得系统太阳能组件功率为 390Wh÷ 4.5 ÷ 0.9 ÷ 0.9 ÷ 0.85 1.5188W；已知系统负载每天用电量 390W，通过计算可得蓄电池容量 390W 3÷ 0.751560 ，假定系统电压为 24V，则可得蓄电池 AH数为 1560÷ 2465A；故此可得本系统电压为 24V，使用蓄电池为 2 块 65AH，使用太阳能电池组件格为 180W-190W。7、简述为什么在测试太阳电池时使用的光源是氙灯。（ 1）采用先进的散热模式，延长灯泡使用寿命，最高可达 1000h。（ 2）高效的电光转换效率，可以输出高能量的平行光，光功率 50W。（ 3）简易的光学结构，可以选择不同的波长、波段，满足多样化使用需求。（ 4）模块化的设计极大提高了产品的安全性和稳定性。（ 5）可实现高能量密度、长时间连续照射。8、简述 PN 结形成的过程。答在 P 型半导体和 N型半导体结合后，由于 N型区内电子很多而空穴很少，而 P 型区内空穴很多电子很少，在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差别。这样，电子和空穴都要从浓度高的地方向浓度低的地方扩散。于是，有一些电子要从 N型区向 P 型区扩散，也有一些空穴要从 P型区向 N型区扩散。它们扩散的结果就使 P 区一边失去空穴，留下了带负电的杂质离子 ,N 区一边失去电子，留下了带正电的杂质离子。半导体中的离子不能任意移动，因此不参与导电。这些不能移动的带电粒子在 P 和 N区交界面附近，形成了一个很薄的空间电荷区，就是所谓的 PN结。9、简述太阳能电池发电的过程。答当光线照射太阳能电池表面时，一部分电子被硅材料吸收，光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了跃迁，成为自由电子在 P-N 结两侧集聚形成电位差，当外部接通电路时，在该电压作用下将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程实质是光子能量转换成电能的过程。10、画出实际太阳电池的等效电路。11、串联电阻的主要来源是什么答是由材料体电阻、薄层电阻、电极接触电阻及电极本身电阻所构成的总串联电阻，它使电流一电压特性发生改变。12、请阐述太阳电池的工作原理。答太阳电池是利用半导体光生伏特效应的半导体器件。当太阳光照射到由 p 型和 n 型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的 p-n 结上时，在一定条件下，光能被半导体吸收后，在导带和价带中产生非平衡载流子电子和空穴。它们分别在 p 区和 n 区形成浓度梯度，并向 p-n 结作扩散运动，到达结区边界时受 p-n 结势垒区存在的强内建电场作用将空穴推向 p 区电子推向 n 区，在势垒区的非平衡载流子亦在内建电场的作用下，各向相反方向运动，离开势垒区，结果使 p 区电势升高， n 区电势降低， p-n 结两端形成光生电动势。13、什么是光生伏特效应什么是光伏器件什么是太阳能电池答光生伏特效是指半导体在受到光照射时产生电动势的现；利用半导体 PN结光伏效应制成的器件称为光伏器件太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。它只要被光照到，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。14、太阳能电池的基本特性和主要参数有哪些答太阳能电池的基本特性有太阳能电池的极性、太阳电池的性能参数、太阳能电池的伏安特性三个基本特性。太阳电池的性能参数由开路电压、短路电流、最大输出功率、填充因子、转换效率等组成。这些参数是衡量太阳能电池性能好坏的标志。15、简述目前提高晶硅太阳电池效率的主要措施。答（ 1）激光刻槽埋藏栅线技术用激光刻槽的方法可在表面制作倒金字塔结构。（ 2）埋层电极、表面钝化等通过这些技术减少光生载流子的复合损失，提高载流子的收集效率来提高太阳电池效率。（ 3）单双层减反射膜用优化凹凸表面方式减少光的反射及透射损失，以提高太阳电池效率。（ 4）背表面场的形成制造背 P-N结通常采用丝网印刷浆料在网炉中热退火的方法（ 5）发射区形成和磷吸杂发射区的形成一般采用选择扩散，长时间磷吸杂过程可使一些多晶硅的少子扩长度提高两个数量级。1、非晶硅太阳能电池的优缺点。以及氢氧化锂非晶硅薄膜的制备过程。答（ 1）具有较高的光吸收系数，特别是在 0.30.75um 的可见光波段（ 2）禁带宽度比晶体硅大，约在 1.52.0ev 内变化，制成的电池开路电压高（ 3）工艺和设备简单，沉积温度低，时间短，适用于大批量生产（ 4）对材料和衬底间的晶格配对没有要求，几乎可以沉积在任何衬底上（ 5）能耗低，低成本，材料用料少缺点非晶硅太阳能电池板的光电转换率不如多晶硅和单晶硅 , 非晶硅太阳能电池板的光电转换效率是单晶硅和多晶硅的一半左右 . 2、 HIT 异质结太阳能电池的结构是什么如何提高电池的光电转化效率（从提高 Woc、 Ioc 和 ff 角度分析）答以光照射侧的 p-i 型 a-siH 膜（膜厚 510nm）和背面侧的 -in 型 a-siH 膜（膜厚 510nm）夹住晶体硅片，在两侧的顶级形成透明的电极和集电极，构成具有对称结构的 HIT 太阳能电池。在 HIT 太阳能电池里，电池里 p/n 异质结中所发现的正向电流特性的变化是由于 a-si 顶层膜存在的高密度间隙态引起异质结部分耗尽层的再复合而造成的，引为 i 型 a-si 层，能够大幅提高 Voc；通过形成低损伤的 a-si 膜和提高表面的清洁度等可提高 Voc，即是提高 a-si 的钝化性提高 Voc, 提高光电转换效率。3、简要概述单晶硅太阳能电池的制备工艺答（ 1）单晶硅棒切成片，经过抛磨、清洗等工序，制成待加工的原料硅片（ 2）掺杂，在硅片上掺杂硼、磷等微量元素等（ 3）微量元素在硅片上的扩散，在硅片上形成 P-N结（ 4）做栅线，用网印刷法将精配好的银浆印在硅片上（ 5）制背电极，在有栅线面涂覆减反射源，防止大量的光子被光滑的硅表面反射掉4、单晶硅表面结构化制绒的目的以及制备方法答目的碱处理制绒是为了得到金字塔状绒面，用酸处理是为了得到虫孔状绒面。提高了硅片的陷光作用，提高硅表面对太阳光的吸收，增加透射，减少表面反射。方法（ 1）机械刻槽法，利用 V 型刀在硅表面摩擦以形成规则的 V 型槽，从而形成规则的、反射率低的表面结构（ 2）化学腐蚀法，采用一定浓度的碱性腐蚀液，升温到 80℃左右，可以在平整的晶面上腐蚀出有丝绒状的粗糙表面，由于碱性溶液的各向异性，在面腐蚀速率大于面的腐蚀速率，可在面形成金字塔绒面。化学腐蚀后，用一定浓度的HF和 HCl 的混合酸清洗硅片，去除硅片表面的金属离子和氧化层，利用高纯去离子水清洗硅片，最后甩干。5、简要概述 PN结形成过程6、简要概述铸造多晶硅电池的缺陷种类，如何降低金属杂质的缺陷答（ 1）氧缺陷，硅中氧沉积所产生的缺陷，铸造多晶硅中的主要杂质之一，它主要来自于石英坩埚的玷污（ 2）碳和金属杂质的缺陷，金属杂质特别是过渡金属杂质，这些金属杂质或以沉淀的形式存在，或以间隙态、替位态的形式存在，或以复合体的形式存在，在硅中引入额外的电子或空穴，导致载流子浓度的改变，或者直接引入深能级中心，成为电子、空穴的强复合中心，大幅度降低少数载流子寿命，导致太阳电池转换效率的降低。（ 3）晶界和位错的缺陷，在铸锭的制备过程中，由于存在多个形核点，凝固后的硅原子规则排列被打断，又有晶界的存在，形成大量位错，出现悬挂键，进而形成界面态。降低金属杂质的缺陷方法用吸杂的方式，让金属杂质从活跃的区域移动到不产生负面效果的区域，一般采用磷、铝的单独吸杂或共同吸杂，过程一般为（ 1）杂质的释放（ 2）杂质的快速扩散（ 3）杂质在预定的吸杂位置被捕获7、在多晶硅电池的制备过程中，氢钝化有哪些作用答（ 1）降低载流子复合，提高转化效率，实验证明，表面态密度越高表面复合速率也将越大，因此要提高表面光生载流子的收集率就要降低表面态密度，从减小表面态的复合。为了减小表面态密度，就必须对晶体硅太阳电池进行前、后表面钝化。（ 2）减反射作用，能显著改善硅太阳电池的光电转化效率。8、简要概述 CIGS电池的生产过程， MO层的优点在哪里答 CIGS薄膜太阳能电池的底电极 Mo和上电极 n-ZnO 一般采用磁控溅射的方法过程（ 1）衬底温度保持在约 350℃左右，真空蒸发 In,Ga,Se 三种元素，首先制备形成（ In.Ga ） Se 预置层（ 2）将衬底温度提高到 550580℃，共蒸发 Cu,Se, 形成表面富 Cu的 CIGS薄膜（ 3）保持第二步的衬底温度不变，在富 Cu的薄膜表面再根据需要补充蒸发适量的 In,Ga,Se, 最终得到 CuIn 1-x GaxSe2Mo层的优点 Mo层在电极中起着金属背电极的作用，与 CIGS吸收层以及 TCO电极之间形成良好的欧姆接触，膜层本身又具有高的反射率，使得入射光线被吸收层二次吸收。9、简要概述 CIGS电池与单晶硅太阳能电池 PN结的不同答单晶硅太阳能电池 PN结是同质结，就是 pn 结两边由同一种材料形成的结，包括 pn 结， pp 结， nn 结。 CIGS电池的PN结是异质结，异质结就是 pn 结由不同半导体形成的结，包括 pn 结， np 结， pp 结， nn 结。10、 CIGS电池衬底的选取原则。用钠钙玻璃衬底的优点是什么答生产成本低，光电转化效率低，可使电池质量轻，可以适用不平坦的表面 , 并可以在不使用时折叠放置，即柔性衬底优点成本低；膨胀系数相近；微量 Na掺杂而提高电池的转换效率和成品率11、 Cds缓释层的作用答 cds 缓冲层改善了太阳能电池的转换效率，改善了 CIGS 电池的性能，能够完整地包覆在粗糙的 CIGS 表面，有效地阻止溅射 ZnO对 CIGS薄膜的损伤，消除由此引起的电池短路现象，同时通过薄膜中 Cd原子扩散到 CIGS 表面有序缺陷层进行微量掺杂，改善异质结的特性。