光伏2019行业报告：技术迭代催生设备需求（23页）

行业报告下载 2019年03月12日 06:53 管理员

技术的升级迭代是光伏电池发展的主要推动力。光伏产业链按顺序来说包括硅料制造，硅片生产、电池片生产、光伏组件制造和最终的光伏发电系统。每个产业链环节都有数十家企业参与竞争，因此提升效率和降低成本是企业永恒的追求，而背后最核心的推动力就是技术的升级迭代。

自由电子的生成：通过掺杂微量元素增加载流子浓度。纯净的、不含其它杂质的半导体称为本征半导体，在室温下，本征半导体共价键中的价电子获得足够的能量，挣脱共价键成为自由电子，在原位留下一个空穴，这种产生电子-空穴对的现象称为本征激发。本征半导体中因而也存在两种载流子，分别是带负电的自由电子和带正电的空穴。由于本征材料是电中性的，所以自由电子数量等于空穴的数量。虽然本征半导体中有两种载流子，但是本征载子浓度很低，导电能力差，为了增加载流子的浓度，往往在本征半导体中掺入微量元素。1）N 型半导体是指掺入五价元素的半导体，如磷和砷。掺入五价元素后，五价原子中只有 4 个价电子能与周围 4 个硅原子中的价电子形成共价键，而多余的 1 个价电子因无共价键束缚而成为自由电子。在 N 型半导体中，自由电子是多数载流子（多子），主要由掺杂元素提供，而空穴是少数载流子，一般由热激发而成。2）P 型半导体是指掺入三价元素的半导体，如硼和镓。因为三价原子在与硅原子形成共价键时，缺少一个价电子而在共价键中形成一个空穴。在 P 型半导体中，空穴是多数载流子，主要由掺杂元素提供，而自由电子是少数载流子，由热激发提供。

自由电子的定向移动：P-N 结形成内电场，在光照激发下自由电子在电场力作用下定向移动。1）内建电场的形成。如果将 N 型和 P 型半导体紧密接触，则在接触面就会形成特殊的薄层，称之为 P-N 结。由于 P 型半导体空穴浓度较高，而 N 型半导体自由电子浓度较高，于是在交界处会产生扩散运动，N 型区的自由电子向 P 型扩散，与 P 型区的空穴进行复合，N 型区中失去电子的磷元素就带上了正电，P 型区的硼元素得到电子则带上负电，因此在交界处形成了内建电场。在电场作用下，电子又会从 P 区向 N 区进行漂移，当扩散运动和漂移运动达到平衡时，交界处形成的一定厚度的空间电荷区称之为 P-N 结。2）光照的激发和内建电场的综合作用下，自由电子发生定向移动，产生电流。当光照射在 P-N 结上时，P-N 结甚至其他地方的电子受到激发成为自由电子，这些自由电子在内建电场的作用下开始定向移动，从而产生电流。