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气体在太阳能与光纤应用

2021-09-27

太阳能电池的应用

太阳能电池的应用1839年法国科学家EBecquerel发现液体的光生伏特效应(简称光伏效应)。1954年,美国贝尔实验室研制出单晶硅太阳能电池。太阳能电池的原理是基于半导体的光伏效应,将太阳辐射直接转换成电能。在pn结的内建电场作用下,n区的空穴向p区运动,而p区的电子向n区运动,最后造成在太阳能电池受光面(上表面)有大量负电荷(电子)积累,而在电池背光面(下表面)有大量正电荷(空穴)积累。如在电池上、下表面做上金属电极,并用导线接上负载,在负载上就有电流通过。只要太阳光照不断,负载上就一直有电流通过。太阳能电池的应用首先是在太空领域。1958年,美国首颗以太阳能电池作为信号系统电源的卫星先锋一号发射上天。随后,太阳能电池在照明、信号灯、汽车、电站等领域被广泛采用。特别是与LED技术的结合,给太阳能电池的普及带来了巨大潜力。212晶体硅太阳能电池生产工艺和气体应用商业化生产的晶体硅太阳能电池通常采用多晶硅材料。硅片经过腐蚀制绒,再置于扩散炉石英管内,用POCI3扩散磷原子,以在p型硅片上形成深度约015um左右的 n型导电区,在界面形成pn结。随后进行等离子刻蚀刻边,去除磷硅玻璃。接着在受光面上通过 PECVD制作减反射膜,并通过丝网印刷烧结工艺制作上下电极。晶体硅电池片生产中的扩散工艺用到 POCI3和О2。减反射层PECVD工艺用到SiH4、NH3,刻蚀工艺用到CF4,

其发生的化学反应分别为:POCl3 +02→P205 +C2 P205 + Si→ Sio2 + P SiH4 + NHB→ SiNx:H + H2CF4 + Q2+ Si→ SiF4 + Co2213

薄膜太阳能电池生产工艺和气体应用商业化生产的薄膜太阳能电池分为非晶硅( a2Si)薄膜和非晶/微晶硅(a2Si/puc2Sj)叠层薄膜。后者对太阳光的吸收利用更充分。其生产工艺首先是在玻璃基板上制造透明导电膜(TCO ).

一般通过溅射或LPCVD的方法。然后再通过PECVD方法沉积p型、i型和n型薄膜。最后用溅射做背电极。非晶硅太阳能电池在LPCVD沉积TCO工悖用到DEZn、B2H6;非晶/微晶硅沉积工序用到SiH4、PH3/H2、TMB/H2、CH4、NF3等。其发生的化学反应分别为:Zn (C2 H5 )2+H20→C2 H6 + ZnO siH4 +CH4→a2SiC: H + H2 SiH4 →a2si: H + H2


光纤应用

光纤是当前信息传输中无可替代的传输介质,全球80%以上信息量通过光纤传输。光纤的主要成分是 SiO2。从目前制造光纤的工艺来看,其主要原材料是SiCI4。当然根据光纤的品种不同,类型不同,芯层掺杂微量元素的比例和成分也会不同。而芯层掺杂的不同决定着光纤的特性。根据国际电信联盟(ITU)的相关规定,光纤的种类主要分为多模光纤(G1651光纤,主要运用于局域网的传输)、单模光纤(G1652主要运用于城域网、局域网和长途干线的传输)、色散位移单模光纤(G1653)和截止波长单模光纤(G1654)、非零色散位移单模光纤(G1655/G1656,主要用于长途干线)。512光纤预制棒的生产工艺和气体应用通信用光纤大多数是由石英材料组成的。光纤制造过程包括光纤预制棒制备、光纤拉丝等步骤。目前,光纤预制棒制备最常用的是两步法:第一步采用气相沉积工艺,如外部气相沉积法(OVD)、轴向气相沉积法(VAD)、改进的化学气相沉积法(MCVD)、等离子化学气相沉积法(PCVD)等,来生产光纤预制棒的芯棒(Core2rod);第二步是在气相沉积工艺获得芯棒的基础上加入外包层(Over2cladding),制成光纤预制棒。化学气相沉积的核心反应是SiCI4-和GeCI4在氢、氧火焰环境下,水解生成Si02和GeO2粉

尘(SOOT)。其中 SiC4、GeCI4需要加热,用蒸气或氩气携带的方式送入反应室。常用的其它特气还有CH4、CF4、CI12、SF6等。