太陽能電池的應用
太陽能電池的應用 1839年(nian)法國科學(xue)家 E Becquerel發現(xian)液體的光 生伏特效應 (簡稱光伏效(xiao)應 )。1954年 , 美國貝爾 實驗(yan)室(shi)研制(zhi)出單晶硅太陽能電池(chi)。太陽能電池(chi)的原 理是基于(yu)半導體(ti)的光伏效應 , 將太(tai)陽輻射直接(jie)轉換 成電能(neng)。在 pn結(jie)的(de)內(nei)建電場(chang)作用下 , n區的空(kong)穴 向 p區運動 , 而(er) p區的電子(zi)向 n區(qu)運動(dong) , 最后造成 在太陽能電池(chi)受光面 (上表面 ) 有大量負電荷 (電子 ) 積累 , 而在電池背(bei)光面 (下(xia)表面(mian) ) 有大(da)量 正電荷 (空穴 ) 積累。如在電池上、下(xia)表(biao)面做上 金屬電極 , 并用導線接上(shang)負載 , 在負載上(shang)就有電流 通(tong)過。只要太(tai)陽光照不斷 , 負(fu)載(zai)上就(jiu)一(yi)直有(you)電流通(tong) 過。太(tai)陽能電池的應用首先是在太(tai)空領域。1958 年 , 美(mei)國首顆以太陽能電池作為(wei)信號系統電源的衛 星先(xian)鋒一號發射上天。隨后 , 太陽能電(dian)池在照明、 信號燈、汽車、電(dian)站等領域被廣泛采用。特(te)別是與LED技(ji)術的(de)結合(he) , 給(gei)太陽(yang)能(neng)電(dian)池的普及(ji)帶(dai)來了巨 大潛力。 212 晶(jing)體(ti)硅太(tai)陽能(neng)電(dian)池生產工藝和氣(qi)體(ti)應用(yong)(yong) 商業化生產的晶(jing)體(ti)硅太(tai)陽能(neng)電(dian)池通常采用(yong)(yong)多(duo)晶(jing) 硅材料。硅片經(jing)過腐蝕(shi)制絨 , 再置于擴散爐石英管 內 , 用 POCl3 擴散磷原子 , 以在 p型(xing)硅片上形(xing)成深 度(du)約 015μm 左右(you)的 n型(xing)導電區 , 在界(jie)面形成 pn 結(jie)。隨后進行等離子刻蝕刻邊(bian) , 去除磷(lin)硅玻璃(li)。接(jie) 著在受光面上通(tong)過 PECVD制作減反射膜 , 并通(tong)過(guo) 絲網印刷燒結工藝制作上下電極。 晶體(ti)硅(gui)電池片(pian)生(sheng)產(chan)中的擴散工藝用到 POCl3 和 O2。減反(fan)射層 PECVD 工藝(yi)用到 SiH4、NH3 , 刻蝕(shi) 工(gong)藝用到 CF4。其發生的(de)化(hua)學反應(ying)分別為 : POCl3 +O2 → P2O5 +Cl2 P2O5 + Si → SiO2 + P SiH4 + NH3 → SiNx: H + H2 CF4 + O2 + Si → SiF4 + CO2 213 薄膜太陽能(neng)電池(chi)生產工藝和(he)氣(qi)體應(ying)用 商業化生產的薄膜太陽能(neng)電池(chi)分為非晶硅 ( a2 Si) 薄膜和(he)非晶 /微晶硅 ( a2Si /μc2Si) 疊層薄膜。 后(hou)者對太陽光的(de)吸收利用更充分。其生產工藝首先 是(shi)在玻璃基(ji)板上制(zhi)造(zao)透明(ming)導電膜 ( TCO )。一般通 過濺射(she)或 LPCVD的方法。然(ran)后再通過 PECVD方法 沉(chen)積 p型、 i型和 n型(xing)薄膜。最后(hou)用濺射做背電極。 非(fei)晶(jing)硅太陽能電池在 LPCVD沉(chen)積 TCO工序用(yong) 到 DEZn、B2 H6 ; 非晶 /微晶硅沉積工序用到 SiH4、PH3 /H2、TMB /H2、CH4、NF3 等。其發生的(de)化學 反應分別為(wei) : Zn (C2 H5 ) 2 + H2O → C2 H6 + ZnO SiH4 + CH4 → a2SiC: H + H2 SiH4 → a2Si: H + H2
 

 光(guang)纖應(ying)用 

光纖是當前信息傳輸中(zhong)無(wu)可替(ti)代的傳輸介質 , 全球 80%以上信息量通過光纖傳輸。光纖的主要(yao) 成分是 SiO2。從目(mu)前制造光纖的工藝來看(kan) , 其主 要原材料是 SiCl4。當然根據光纖(xian)的品種(zhong)不同 , 類 型不同(tong) , 芯(xin)層摻雜(za)微量元素的比例和成(cheng)分也會不(bu)(bu) 同。而芯(xin)層摻雜(za)的不(bu)(bu)同決定(ding)著(zhu)光纖的特性(xing)。根據國 際電信(xin)聯盟(meng) ( ITU) 的相關(guan)規(gui)定 , 光纖的種類主要 分為多(duo)模光纖 ( G1651光纖(xian) , 主(zhu)要運用于局域(yu)網的 傳輸 )、單模光纖 ( G1652主要運用于(yu)城域網、局 域網和(he)長途干線的傳(chuan)輸(shu) )、色散(san)位移單模光纖 ( G1653) 和截止波(bo)長單模光纖(xian) ( G1654)、非零色 散位移(yi)單模(mo)光纖(xian) ( G1655 /G1656, 主要用于長(chang)途干 線 )。 512 光(guang)纖預(yu)制(zhi)(zhi)棒的生(sheng)產(chan)工藝(yi)和氣體應用 通信用光(guang)纖大多數是(shi)由石英材料組成的。光(guang)纖 制(zhi)(zhi)造過程包括光(guang)纖預(yu)制(zhi)(zhi)棒制(zhi)(zhi)備(bei)、光(guang)纖拉絲(si)等步驟。 目前 , 光纖(xian)預制(zhi)棒制(zhi)備最(zui)常用的是兩(liang)步法(fa) : 第一(yi)步 采用(yong)氣相沉積工藝 , 如外(wai)部氣相沉積法 (OVD )、 軸(zhou)向(xiang)氣相沉積法 (VAD)、改進的化(hua)學氣相沉積法 (MCVD)、等離(li)子化學氣相沉積法 (PCVD ) 等 , 來生產光纖預制棒的芯(xin)棒 (Core2rod) ; 第(di)二步是在氣相沉積工藝獲得(de)芯棒(bang)的基礎上加(jia)入外包層 (Over2cladding) , 制(zhi)成光纖預(yu)制(zhi)棒(bang)。 化學(xue)氣相(xiang)沉積(ji)的核(he)心反應是 SiCl4 和 GeCl4 在 氫(qing)、氧火焰環境下 , 水(shui)解(jie)生成(cheng) SiO2 和 GeO2 粉塵 (SOOT)。其中 SiCl4、GeCl4 需要(yao)加(jia)熱(re) , 用(yong)(yong)蒸氣(qi)或(huo) 氬氣(qi)攜(xie)帶的方式送入反應(ying)室。常用(yong)(yong)的其它(ta)特氣(qi)還有 CH4、CF4、Cl2、SF6 等。