硅太陽能電池的演化過程。(a) 70年代的傳統電池，顯示典型的半導體厚度。(b)雙面、激光開槽、埋接觸電池。(c)無源發射極，后方局部擴散(PERL)電池。基于格林(1993)。

在提高實驗室電池的最大效率方面已經取得了很大的進展。圖8.48顯示了從20世紀40年代的不足1%，到70年代早期的略高于15%，到2000年超過25%的增長。2003年，實際生產模塊的效率在14 - 17%之間。電力期貨資料，僅供參考。

帶狀硅技術

CZ和FZ晶圓生產工藝是為半導體產業開發的，這是一件好事，也是一件壞事。毫無疑問，光伏產業由于能夠利用為巨大的微電子工業開發的技術而受益匪淺。此外，由于pv不需要非常高質量的晶圓，它們可以使用一些最初用于半導體行業的廢棄晶體硅。

另一方面，一個被制造成數千個高價集成電路的晶圓產生的收入要遠遠高于一個被制造成光伏電池的晶圓，這意味著電子公司可以花更多的錢來購買晶圓，從而保持高價。

由于切片拋光晶圓的成本占pv成本的很大一部分，人們試圖找到其他制造晶圓的方法。

圖8.49使用(a)中的邊緣薄膜饋電生長工藝(EFG)或使用(b)中的樹枝狀網生長工藝(樹枝狀網)可以生長晶硅帶。多晶硅期貨資料，僅供參考。

硅有幾種這樣的技術是基于從硅熔體中生長出長而細、連續的帶狀晶體硅。然后，這些緞帶可以被切割成矩形的單元，而不需要浪費鋸一錠，也不需要單獨的拋光步驟。

圖8.49a說明了一種稱為“邊緣定義的薄膜喂養生長(EFG)”的方法。它是基于部分浸入熔融硅中的碳模。在模具中的槽形孔內，熔融硅凝固并出現為結晶硅的冰凍帶。早期的帶狀工藝是基于在兩個平行枝晶支撐體之間生長薄片狀晶體(圖8.49b)。為了形成良好的晶體材料，需要對枝晶及其之間的凝固硅進行非常精確的溫度控制

圖8.50 S-Web過程產生了一個連續的硅帶，它可以被摻雜并切割成單個的矩形電池。基于Schmela(2000)。

絲帶從熔體中抽出。一個類似的過程被稱為弦帶技術，其中兩個高溫垂直弦垂直拉過一個淺硅熔體。熔融的硅跨越并凍結在弦之間，形成一個長而細的單晶帶。然后在不中斷新帶的持續生長的情況下將硅帶切成一定長度。

西門子太陽能公司在1990年推出了第三種帶狀技術，但直到2000年德國公司Brandl AG才完全開發出來。S-Web工藝利用碳纖維網，沿著硅熔體表面水平拉伸。硅沿著網的下方凝固，形成一種晶體，它可以被拉伸成一個連續的帶狀，然后可以被摻雜并切割成矩形的、電池大小的碎片。

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