太阳能是一种储量极其丰富的洁净能源，太阳每年向地面输送的能量高达 3×1024焦耳。太阳能电池是利用太阳光和材料相互作用直接产生电能的，是对环境无污染的可再生能源。它是人们利用可持续太阳能资源解决能源危机和环境问题的一条重要途径。
太阳能的特点：
辐射广泛性：太阳能对偏远地区有重要意义，维护费用很小。
清洁性：太阳能发电，可减少环境污染。
分散性：太阳辐射尽管遍及全球。
间歇性：太阳能受天气、纬度等影响，能量不稳定。
太阳能电池的工作原理
太阳能电池的原理基于半导体的光生伏特效应将太阳辐射直接转换为电能。不同材料的太阳能电池，虽然光谱响应的范围不同，但光电转换原理一致。
在晶体中电子的数目总是与核电荷数相一致，所以 p 型硅和 n 型硅对外部来说是电中性的。单一的p型或n型硅在光照，仅产生温度变化，虽然可使电子从化学键中释放出来，但是短时间内便被再次捕获。当p型材料和n型材料相接时，晶体界面位置称为p-n结。此时界面层n型材料中的自由电子和p型材料的空穴相对应。
在p-n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。
太阳能电池的分类
按结构分类
同质结电池：同一种半导体材料构成一个或多个 p-n 结的电池。
异质结电池：两种不同的半导体材料构成一个异质结的太阳能电池。
肖特基结电池：金属和半导体组成“肖特基势垒”的电池（MS电池）。
光电化学电池：浸于电解质中的半导体电极构成的电池，又称为液结电池。
按材料分类
硅系列太阳能电池：硅材料为基体的太阳能电池，包括单晶、多晶和非晶硅太阳能电池。
单晶硅太阳能电池
单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术较成熟。高性能电池建立在高质量单晶硅材料和成熟的加工处理工艺基础上。电池制作中一般采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术。主要有平面单晶硅电池和刻槽埋栅电极单晶硅电池。
多晶硅薄膜太阳能电池
多晶硅薄膜电池使用的硅远较单晶硅少、无效率衰退问题。且可能在廉价衬底材料上制备，其成本远低于单晶硅电池，而效率高于非晶硅薄膜电池。
目前制备多晶硅薄膜电池多采用化学气相沉积法，包括低压化学气相沉积((LPCVD)、等离子增强化学气相沉积((PECVD)和快热化学气相沉积(RTCVD)工艺。此外，液相外延法((LPE)和溅射沉积法也可制备多晶硅薄膜电池。
非晶硅薄膜太阳能电池
非晶硅太阳能电池具有较高的转换效率、较低的成本及重量轻等特点，。但由于稳定性不高直接影响实际应用。制备方法有很多，其中包括反应溅射法、PECVD 法、LPCVD 法等，不同的电池工艺过程可分别制得单结电池和叠层太阳能电池。
多元化合物薄膜太阳能电池
除硅系电池外，其他太阳能电池主要包括砷化镓III-V族化合物、硫化镉，碲化镉及铜铟硒薄膜电池。
现有高效硅基太阳能电池主要采用技术：钝化发射极电池(PERL)--p型、异质节结构太阳电池(HIT)--n型，叉指背电极接触(IBC)电池--n型，以及在HIT和IBC电池上衍生出的HBC电池--n型等。目前工业化应用广泛的主要有PERC电池、铝背场(Al-BSF)电池和异质节结构太阳电池(HIT)--n型。
铝背场(Al-BSF)太阳能电池
铝背场电池原理：铝背场(Al-BSF)电池是指在晶硅光伏电池P-N结制备完成后，通过在硅片的背光面沉积一层铝膜，制备P+层，从而形成铝背场。其既可以减少少数载流子在背面复合的概率，同时也可以作为背面的金属电极，因此能够提升光伏电池的转换效率。
铝背场(Al-BSF)太阳能电池工艺
铝背场(Al-BSF)太阳能电池工艺设备
铝背场电池片设备主要包括8类，根据前述工艺分别对应制绒清洗设备、
扩散炉、刻蚀设备、PECVD、丝网印刷设备、烧结炉、自动分选机；以及应用于整体制造过程中的自动化设备，包括自动化装卸片机和上下片机等。
钝化发射极及背面电池(PERC)
相较于铝背场，PERC电池进行了背面的工艺升级，采取了氧化铝+氮化硅的背钝化叠层结构，实现进一步的钝化。
钝化发射极及背面电池(PERC)工艺
钝化发射极及背面电池(PERC)和铝背场(Al-BSF)太阳能电池设备
异质结(HIT)太阳能电池
HIT电池最早由日本三洋公司于1990年开发，因HIT被三洋注册为商标，又被称为HJT或SHJ。HIT电池同样是基于光生伏特效应，只是P-N结是由非晶硅(a-Si)和晶体硅(c-Si)材料形成的。
HIT的优势：①结构对称、易于实现薄片化；②低温工艺、能耗低；③开路电压高、转换效率高；④温度系数低，光照下功率输出优于常规电池；⑤无LID（光衰）和PID（电位诱发衰减）效应。
HIT太阳能电池的结构
异质结电池的工艺
HIT电池制备的5道工艺为：①制绒清洗，该工艺涉及到的设备主要是湿式化学清洗设备；②非晶硅沉积，该工艺涉及到的设备主要是HWCVD以及PECVD；③透明导电膜制备，该工艺涉及到的设备主要是RPD以及PECVD；④丝网印刷；⑤测试。
（中国粉体网编辑整理/江岸）
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参考资料：
王远.太阳能电池及其应用技术研究
窦智. n型铝背结太阳电池制备方法研究
谢猛.PREC型晶体硅太阳电池的光致衰减及其钝化技术研究
史少飞.HIT太阳能电池材料的制备与性能研究
冯胜.异质结太阳能电池设备深度报告
