太阳能电池的应用

　　太阳能电池的应用 1839年法国科学家 E Becquerel发现液体的光 生伏特效应 (简称光伏效应 )。1954年 , 美国贝尔 实验室研制出单晶硅太阳能电池。太阳能电池的原 理是基于半导体的光伏效应 , 将太阳辐射直接转换 成电能。在 pn结的内建电场作用下 , n区的空穴 向 p区运动 , 而 p区的电子向 n区运动 , 最后造成 在太阳能电池受光面 (上表面 ) 有大量负电荷 (电子 ) 积累 , 而在电池背光面 (下表面 ) 有大量 正电荷 (空穴 ) 积累。如在电池上、下表面做上 金属电极 , 并用导线接上负载 , 在负载上就有电流 通过。只要太阳光照不断 , 负载上就一直有电流通 过。太阳能电池的应用首先是在太空领域。1958 年 , 美国首颗以太阳能电池作为信号系统电源的卫 星先锋一号发射上天。随后 , 太阳能电池在照明、 信号灯、汽车、电站等领域被广泛采用。特别是与LED技术的结合 , 给太阳能电池的普及带来了巨 大潜力。 212 晶体硅太阳能电池生产工艺和气体应用 商业化生产的晶体硅太阳能电池通常采用多晶 硅材料。硅片经过腐蚀制绒 , 再置于扩散炉石英管 内 , 用 POCl3 扩散磷原子 , 以在 p型硅片上形成深 度约 015μm 左右的 n型导电区 , 在界面形成 pn 结。随后进行等离子刻蚀刻边 , 去除磷硅玻璃。接 着在受光面上通过 PECVD制作减反射膜 , 并通过 丝网印刷烧结工艺制作上下电极。 晶体硅电池片生产中的扩散工艺用到 POCl3 和 O2。减反射层 PECVD 工艺用到 SiH4、NH3 , 刻蚀 工艺用到 CF4。其发生的化学反应分别为 : POCl3 +O2 → P2O5 +Cl2 P2O5 + Si → SiO2 + P SiH4 + NH3 → SiNx: H + H2 CF4 + O2 + Si → SiF4 + CO2 213 薄膜太阳能电池生产工艺和气体应用 商业化生产的薄膜太阳能电池分为非晶硅 ( a2 Si) 薄膜和非晶 /微晶硅 ( a2Si /μc2Si) 叠层薄膜。 后者对太阳光的吸收利用更充分。其生产工艺首先 是在玻璃基板上制造透明导电膜 ( TCO )。一般通 过溅射或 LPCVD的方法。然后再通过 PECVD方法 沉积 p型、 i型和 n型薄膜。最后用溅射做背电极。 非晶硅太阳能电池在 LPCVD沉积 TCO工序用 到 DEZn、B2 H6 ; 非晶 /微晶硅沉积工序用到 SiH4、PH3 /H2、TMB /H2、CH4、NF3 等。其发生的化学 反应分别为 : Zn (C2 H5 ) 2 + H2O → C2 H6 + ZnO SiH4 + CH4 → a2SiC: H + H2 SiH4 → a2Si: H + H2

　　光纤应用

　　光纤是当前信息传输中无可替代的传输介质 , 全球 80%以上信息量通过光纤传输。光纤的主要 成分是 SiO2。从目前制造光纤的工艺来看 , 其主 要原材料是 SiCl4。当然根据光纤的品种不同 , 类 型不同 , 芯层掺杂微量元素的比例和成分也会不 同。而芯层掺杂的不同决定着光纤的特性。根据国 际电信联盟 ( ITU) 的相关规定 , 光纤的种类主要 分为多模光纤 ( G1651光纤 , 主要运用于局域网的 传输 )、单模光纤 ( G1652主要运用于城域网、局 域网和长途干线的传输 )、色散位移单模光纤 ( G1653) 和截止波长单模光纤 ( G1654)、非零色 散位移单模光纤( G1655 /G1656, 主要用于长途干 线 )。 512 光纤预制棒的生产工艺和气体应用 通信用光纤大多数是由石英材料组成的。光纤 制造过程包括光纤预制棒制备、光纤拉丝等步骤。 目前 , 光纤预制棒制备最常用的是两步法 : 第一步 采用气相沉积工艺 , 如外部气相沉积法 (OVD )、 轴向气相沉积法 (VAD)、改进的化学气相沉积法 (MCVD)、等离子化学气相沉积法 (PCVD ) 等 , 来生产光纤预制棒的芯棒 (Core2rod) ; 第二步是在气相沉积工艺获得芯棒的基础上加入外包层 (Over2cladding) , 制成光纤预制棒。 化学气相沉积的核心反应是 SiCl4 和 GeCl4 在 氢、氧火焰环境下 , 水解生成 SiO2 和 GeO2 粉尘 (SOOT)。其中 SiCl4、GeCl4 需要加热 , 用蒸气或 氩气携带的方式送入反应室。常用的其它特气还有 CH4、CF4、Cl2、SF6 等。