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第385章 太阳能电板（第2页）

于是，一场"光伏竞赛"在全球范围内展开。

1976年，美国RCA实验室，成功研制出了非晶硅太阳能电池，为大面积薄膜电池的发展铺平了道路。

与此同时，欧洲各国政府也纷纷加大投入，扶持本国光伏产业的发展。

然而，在那个物质相对匮乏的年代，高昂的造价，却始终是光伏产业化道路上的"绊脚石"。直到七十年代末，美国能源部着名的计划出台，情况才出现了转机。

这个计划的提出，无疑是为光伏产业指明了方向。

那就是:光伏发电的成本，必须下降到与传统能源相当，甚至更低的水平。

只有这样，它才能在能源市场的竞争中站稳脚跟。

说起来容易，做起来却难。

要想大幅降低光伏发电成本，关键还得从太阳能电池本身"动刀子"。

晶硅电池的基本原理，说来并不复杂。

硅片内部有一个PN结，当受到光照时，PN结两端会产生光生电子和空穴。

在内建电场的作用下，电子空穴被分离，在外电路中形成电流。

然而，要想把这个过程优化到极致，却需要在半导体工艺上做足文章。

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想要高的转换效率，单晶硅是首选。它的晶格排列规整，少子寿命长，载流子输运性能好。可是，提纯难度高，成本也不低。

多晶硅呢?价格是便宜了，晶界缺陷多，转换效率就差了一截。

更别提非晶硅了，禁带宽度是窄了，可是充满着悬挂键，载流子复合太严重。

正当世界传统光伏强国对太阳能电池的优化，陷入两难境地的时候，远在神州大地的赵阳，却凭借系统，悄然踏上了一条开创性的道路。

现在的兔子，工业水平已经是一流。

半导体产业更是处于迅速发展阶段，晶体硅的提纯水平非常强，所以完全有计划。

"首先，硅料得下功夫!"赵阳眉头紧锁，在图纸上唰唰勾画。他深知，原料纯度的高低，关乎到最后的电池性能。

"就采用改良西门子法吧，把冶金级多晶硅先提纯到99%以上，再通入还原性气体，与硅粉发生化学气相沉积。这样一来，杂质含量能降到10^-7以下。"

说干就干，改良的合成设备很快就搭建起来。

一座座乌黑的石墨坩埚，盛满了高纯硅粉。赤红的硅芯在其中缓缓旋转，与氢气和氯化氢激烈反应。

不一会儿，一根根晶莹剔透的多晶硅棒，便被缓缓取出，折射出七彩的光芒。

"棒极了，这下，咱们的电池片就有好米下锅了!"赵阳兴奋地搓了搓手。他知道，接下来的关键，就看长晶和掺杂的本事了。

"单晶炉要用直拉法，直径不低于8寸。籽晶要旋转提拉，速度得严格控制，温场也得稳定……"他对着一台崭新的单晶炉，反复叮嘱。

很快，一炉炉晶莹剔透的单晶硅锭，在兔子科学家的眼前，拔地而起。切片，减薄，抛光……几道工序下来，一片片薄如蝉翼的硅片，整整齐齐地码放在干净的载板上。

可这还不算完，要做成太阳能电池，PN结可是最关键的结构。

"扩散炉要用等离子体CVD，硼源用三氯化硼，磷源用磷氧氯。扩散温度严格控制在800-900摄氏度，时间把握在几十分钟……"赵阳对着崭新的离子注入机，如数家珍地介绍着。

随着一道道射线的注入，一片片"身怀绝技"的PN结硅片，悄然诞生在实验室里。整齐的P层和N层，在硅片内部形成了完美的结，为载流子的定向运动创造了条件。

可就这样还不够，光电转换的效率还得再往上抠。

"减反射膜是必须的，咱们采用氮化硅。先用PECVD淀积50纳米，再用RIE刻蚀出金字塔结构。这下子，表面的反射率就降到2%以下了。"赵阳信心十足地说。

台面上，一块块硅片在等离子体中忽隐忽现。数分钟后，它们表面已经覆盖上了一层"暗黑色"的薄膜。在扫描电镜下一瞧，表面布满了整齐的纳米"金字塔"，犹如一座座微型吸光"陷阱"。

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