• 书名：花岗伟晶岩钾长石尾矿制备多晶硅及HIT太阳电池模拟研究

• ISBN：978-7-5240-0233-8

• 出版社：冶金工业出版社有限公司

  定价：66

• 作者：张研研

• 出版时间：2025-07-10

内容简介

硅类太阳电池中，HIT太阳电池的最高转换效率已达到24.7%，是最有发展前景的太阳电池之一，但其影响效率的因素和相关机理尚未探明，若能通过模拟研究找出其影响因素将会对HIT太阳电池的开发应用起到一定的促进作用。

本书利用伟晶岩精选钾长石后的尾矿，采用“强磁选-酸浸-煅烧-水淬-二次酸浸”的提纯工艺，制备出高纯石英粉；以高纯石英粉为原料，氯化钙为熔盐，利用熔盐电解法制备多晶硅；再利用该冶金级硅制备出标准直拉单晶硅片；根据测试单晶硅片的部分性能参数和参考相关文献获得的参数，模拟研究HIT太阳电池。

编辑推荐

目前，在光伏市场上硅类太阳电池约占90%的份额。随着太阳电池产业的继续扩大，不考虑其他半导体行业，仅光伏产业所消耗的石英量就是巨大的：光伏工业1 MW的装机容量，大约需要27500 t的冶金级硅以及65000 t的石英，若全球光伏系统装机量约为23.5 GW，则需要1.56×109 t的石英。尽管全球高品位的石英岩储量较为丰富，但是按照如此巨大的消耗量，高品位的石英岩势必越来越少，寻找高品位石英岩的替代资源是非常必要的。事实上，许多其他岩石，如伟晶岩、片麻岩和花岗岩中通常都含有大量的石英，利用选矿工艺将其提纯出来制成高纯石英粉，则有可能成为高品位石英岩的替代资源。问题是选矿提纯出来的高纯石英粉，其粒度往往过细，不能用来进行碳热还原。随着还原工艺的不断进步，近年来发展起来的熔盐电解法可以以粒度较小的高纯石英粉为原料进行电解还原制备单质硅，这为由深度选矿制备的高纯石英粉成为高品位石英岩的替代资源创造了条件。

本书内容为利用尾矿制备高纯石英粉，用熔岩电解法还原制备单质硅，并利用AMPS软件，结合AFORT软件的部分功能，模拟多种因素对非晶硅单晶硅异质结太阳电池的影响规律。

目录

1 绪论

1.1 太阳电池概述

1.1.1 太阳电池发展概况

1.1.2 HIT太阳电池的发展历程

1.1.3 太阳电池用硅原料

1.2制备高纯石英粉的方法及研究现状

1.2.1 制备高纯石英粉的方法

1.2.2 制备高纯石英粉的研究现状

1.3 还原石英制备工业硅的方法及熔盐电解法的进展

1.3.1 还原石英制备工业硅的方法

1.3.2 熔盐电解法制备多晶硅的进展

1.4 HIT太阳电池的理论基础与模拟研究现状

1.4.1 HIT太阳电池的理论基础

1.4.2 HIT太阳电池的模拟研究现状

2 伟晶岩型石英尾矿制备高纯石英粉

2.1 伟晶岩概述

2.2 钾长石的选矿工艺

2.3 钾长石尾矿分析

2.4 高纯石英粉提纯指标

2.5 试验方法

2.5.1 试验仪器及设备

2.5.2 试验工艺流程

2.6 实验室提纯试验

2.6.1 石英砂深度磨矿

2.6.2 石英粉体湿法强磁选

2.6.3 酸浸

2.6.4 煅烧及二次酸浸

2.7 实验结果分析

2.7.1 煅烧过程的机理分析

2.7.2 酸浸过程的机理分析

2.8 本章小结

3 熔岩电解法制备冶金级多晶硅

3.1 熔盐体系选择

3.2 试验原料及设备

3.3 试验装置

3.4 试验过程

3.5 熔盐电解SiO2工艺条件的研究

3.5.1 电解温度的影响及确定

3.5.2 电解时间的影响及确定

3.5.3 电解电压的影响及确定

3.5.4 酸浸

3.6 试验结果分析

3.6.1 反应机理分析

3.6.2 杂质含量的理论分析

3.6.3 气体析出动力学分析

3.7 本章小结

4 HIT太阳电池的模拟研究

4.1 AMPS模拟的原理及参数设置

4.1.1 太阳电池模拟的意义

4.1.2 AMPS模拟的原理

4.1.3 AMPS模拟的参数设置

4.2 HIT太阳电池发射层的模拟研究

4.2.1 发射层隙间缺陷态密度对太阳电池光伏性能的影响

4.2.2 发射层带隙和带尾宽度对太阳电池光伏性能的影响

4.2.3 发射层厚度对太阳电池光伏性能的影响

4.2.4 发射层与吸收层间界面缺陷态的模拟研究

4.3 HIT太阳电池TCO与非晶硅界面势垒的模拟研究

4.3.1 TCOp+界面势垒对太阳电池光伏性能的影响

4.3.2 n+TCO界面势垒对太阳电池光伏性能的影响

4.4 HIT太阳电池前后接触少子复合速率及吸收层的模拟研究

4.4.1 前后接触少子复合速率对HIT太阳电池光伏性能的影响

4.4.2 吸收层对HIT太阳电池光伏性能的影响

4.5 HIT太阳电池背表面场的模拟研究

4.5.1 n型衬底上双面HIT太阳电池背场的作用

4.5.2 背场带隙对太阳电池光伏性能的影响

4.5.3 背场n+层隙间态密度和掺杂浓度对太阳电池光伏性能的影响

4.6 本章小结

参 考 文 献