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__ Line Inquiry 3 Info IMPORTANT 1 __ 太陽能電池發電原理 太陽能電池是一對光有響應並能將光能轉換成電力的器件. 能產生光伏效應的材料有許多種，如：單晶矽，多晶矽，非晶矽，砷化鎵，硒銦銅等. 它們的發電原理基本相同，現以晶體矽為例描述光發電過程. P型晶體矽經過摻雜磷可得N型矽，形成P－N結.

吉光光電 當光線照射太陽能電池表面時，一部分光子被矽材料吸收；光子的能量傳遞給了矽原子，使電子發生了越遷，成為自由電子在P－N結兩側集聚形成了電位差，當外部接通電路時，在該電壓的作用下，將會有電流流過外部電路產生一定的輸出功率. 這個過程的實質是：光子能量轉換成電能的過程.

晶體矽太陽能電池的製作過程 儲量豐富的矽 “矽”是我們這個星球上儲藏最豐量的材料之一. 自從19世紀科學家們發現了晶體矽的半導體特性後，它幾乎改變了一切，甚至人類的思維. 20世紀末，我們的生活中處處可見“矽”的身影和作用，晶體矽太陽能電池是近15年來形成產業化最快的. 生產過程 生產過程大致可分為五個步驟：a、提純過程b、拉棒過程 c、切片過程d、 制電池過程e、封裝過程.

以單晶矽為例，其生產過程可分為：

工序一，矽片清洗制絨

目的——表面處理：

清除表面油污和金屬雜質；

去除矽片表面的切割損壞層；

在矽片表面製作絨面，形成減反射織構，降低表面反射率；

利用Si在稀NaOH溶液中的各向異性腐蝕，在矽片表面形成3-6 微米的金字塔結構，這樣光照在矽片表面便會經過多次反射和折射，增加了對光的吸收；

工序二，擴散

矽片的單/雙面液態源磷擴散，製作N型發射極區，以形成光電轉換的基本結構：PN結.

POCl3 液態分子在N2 載氣的攜帶下進入爐管，在高溫下經過一系列化學反應磷原子被置換，並擴散進入矽片表面，激活形成N型摻雜，與P型襯底形成PN結. 主要的化學反應式如下：

POCl3 + O2 → P2O5 + Cl2 P2O5 + Si → SiO2 + P

工序三，等離子刻邊

去除擴散後矽片周邊形成的短路環；

工序四，去除磷矽玻璃

去除矽片表面氧化層及擴散時形成的磷矽玻璃（磷矽玻璃是指摻有P2O5的SiO2層）.

工序五，PECVD

目的——減反射+鈍化：

PECVD即等離子體增強化學氣相澱積設備，Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition；

製作減少矽片表面反射的SiN 薄膜（ ～ 80nm）；

SiN 薄膜中含有大量的氫離子，氫離子注入到矽片中，達到表面鈍化和體鈍化的目的，有效降低了載流子的複合，提高了電池的短路電流和開路電壓.

工藝原理：

矽烷與氨氣反應生成SiN 澱積在矽片表面形成減反射膜.

利用高頻電源輝光放電產生等離子體對化學氣相沉積過程施加影響的技術. 由於等離子體存在，促進氣體分子的分解、化合、激

發和電離，促進反應活性基團的生成，從而降低沉積溫度. PECVD在200℃ ～ 500℃範圍內成膜，遠小於其它CVD在700℃ ～ 950℃範圍

內成膜.

反應過程中有大量的氫離子注入到矽片中，使矽片中懸掛鍵飽和、缺陷失去活性，達到表面鈍化和體鈍化的目的.

工序六，絲網印刷

用絲網印刷的方法，完成背場、背電極、正柵線電極的製作，已引出產生的光生電流；

工藝原理：

給矽片表面印刷一定圖形的 银 浆 或鋁漿，通過燒結後形成歐姆接觸，使電流有效輸出；

正面電極用Ag金屬漿料，通常印成柵線狀，在實現良好接觸的同時使光線有較高的透過率；

背面通常用Al金屬漿料印滿整個背面，一是為了克服由於電池串聯而引起的電阻，二是減少背面的複合；

工序七，烘乾和燒結

目的及工作原理：

烘乾金屬漿料，並將其中的添加料揮發（前3個區）；

在背面形成鋁矽合金和銀鋁合金，以製作良好的背接觸（中間3個區）；

鋁矽合金過程實際上是一個對矽進行P摻雜的過程，需加熱到鋁矽共熔點（577℃）以上. 經過合金化後，隨著溫度的下降，液

相中的矽將重新凝固出來，形成含有少量鋁的結晶層，它補償了N層中的施主雜質，從而得到以鋁為受主雜質的P層，達到了消除背

結的目的.

在正面形成銀矽合金，以良好的接觸和遮光率；

Ag漿料中的玻璃添加料在高溫（~700度）下燒穿SiN膜，使得Ag金屬接觸矽片表面，在銀矽共熔點（760度）以上進行合金化. []

** 太陽熱能 ** 　　現代的 [|太陽熱能] 科技將陽光聚合，並運用其能量產生 [|熱水] 、蒸氣和電力. 除了運用適當的科技來收集太陽能外，建築物亦可利用太陽的光和熱能，方法是在設計時加入合適的裝備，例如巨型的向南窗戶或使用能吸收及慢慢釋放太陽熱力的建築材料.

** 太陽能光伏 ** 　　光伏板元件是一種暴露在陽光下便會產生直流電的發電裝置，由幾乎全部以 [|半導體] 物料(例如矽)製成的 [|薄身] 固體 [|光伏電池] 組成. 由於沒有活動的部分，故可以長時間操作而不會導致任何損耗. 簡單的光伏電池可為手錶及 [|電腦] 提供能源，較複雜的 [|光伏系統] 可為房屋提供 [|照明] ，並為電網供電. 光伏板元件可以製成不同形狀，而元件又可連接，以產生更多 [|電力]. 近年， [|天臺] 及建築物表面均會使用光伏板元件，甚至被用作窗戶、天窗或遮蔽裝置的一部分，這些光伏設施通常被稱為附設於建築物的光伏系統.

[|baidu.com/view/21294.htm]

** How Do Solar Panels Work? **  Solar panels are devices that take the light of the sun and convert it into energy suitable for use in your home. They're usually placed on the roof of your house and connected to your heating system. ** What are the uses of solar panels? ** The two main uses of solar panels in the home are to heat your water and produce electricity. Solar panels designed to heat water are also known as thermal solar systems, while electricity-producing panels sometimes called photovoltaic systems. ** How do solar panels work? ** Panels work in different ways depending on used for. If you have a solar water heating system, this usually contains a "collector", to absorb solar radiation and turn it into heat. Then a heat-conducting liquid carries the heat from the collector to the hot water tank. In an electricity-producing system, a positively charged layer of silicon is placed against a negatively charged layer of silicon, forming a field for electrical charges to pass through. Sunlight creates this electric charge when it shines on the panel. Then a conductive metal concentrates the charge into an electric current which can power household appliances.

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** History of Energy Use **

Economic and technological development is closely associated with use of energy. The tendency has been towards the adoption of energy sources with a higher ene rgy content, as the shift from coal (solid) to oil (liquid) and natural gas (gas) indicates. Sun and wind are sources of energy known to ancestors from the beginning of history up to the industrial revolution (18th century), use of energy by human relied only on muscular and biomass sources.

By the mid-19th century, the industrial revolution brought a major shift in energy sources with the usage of coal, mainly for steam engines, but increasingly for power plants. As the 20th century began, the major reliance was still on coal, but there had been increasingly shifted towards higher energy content sources like oil. This second major shift inaugurated the era of the internal combustion engine and of oil-powered ships. As technology matured, mankind was even able to tap on more efficient sources of fossil fuels (e.g. natural gas) and nuclear energy.

It is expected that the 21st century will be characterised by major shifts in energy sources from complex fossil fuels such as coal and oil to simpler fossil fuels like natural gas. Following the advances in technology, more energy sources are under intensive development __ http://www.energyland.emsd.gov.hk/en/energy/principle/history.html __