太陽能電池是將太陽能直接轉化為直流電能或交流電能的光伏電池，其原理主要是利用光生伏特（光伏效應）。在具有 PN 節的太陽能電池中，電子受光照激發後形成電空穴對，在內建電場作用下，電子在返回基態前會與空穴分離，進入導帶，在 PN 結的兩端形成電勢差，這種現場稱為光伏效應。

在各種可再生能源中，太陽能以其清潔、安全、取之不盡、用之不竭等顯著優勢，已成為發展快的可再生能源。且隨著“碳達峰”和“碳中和”的提出，中央到地方相繼出台多項有關光伏發電相關政策。在光伏市場方麵，2021 年全國新增光伏裝機容量 54.88GW，同比上升 13.9%。累計並網裝機容量達到 308GW。全年光伏發電量為 3259 億千瓦時，同比增長 25.1%，約占全國全年總發電量的 4.0%。

隨著光伏市場的發展，越來越多的光伏企業重視產品研發和質量。下麵91看片下载安装簡單介紹下台式掃描電鏡在光伏電池中的相關應用。

現在使用量最大的太陽能電能是晶體矽太陽能電池，主要包括多晶矽和單晶矽兩種太陽能電池，占比全球的裝機量的 90% 以上。製造矽基太陽能電池，往往采用 P 型矽片，其製備步驟如下：將切割和拋光後的矽片清洗，對矽表麵腐蝕和製備絨麵，擴散 P 原子製備 PN 節，化學腐蝕並去除邊緣，在受光麵製備減反射膜，利用絲網印刷和燒結工藝製備正麵和背麵電極，最後進行電池檢測和分類。具體流程如下圖。

幹淨未處理的矽表麵對太陽光的反射率大於 35%，為了減少對光的反射，需要在矽片表麵進行處理結構化處理。通常在矽片迎光麵，利用化學腐蝕劑，形成粗糙絨麵，從而使光反射率減低到 10% 以下，從而提高電池轉化效率。如下圖所示，分別為多晶矽和單晶矽的絨麵結構。其中多晶矽絨麵表麵呈“蜂窩”狀結構，單晶矽絨麵呈“金字塔”結構。

為了減少矽片表麵入射光反射率，除了矽片表麵絨麵化，還有一個有效方法是在電池受光麵製備減反射膜。在絨麵上在沉積一層減反射膜，可使矽表麵光反射率降低 5% 下。目前在生產中普遍使用 SiNx 作為減反射膜，主要是因為 SiNx 膜不僅具有良好的減反射效果，還能起到很好的表麵鈍化作用。如下圖所示，單晶矽太陽能電池絨麵的減反射膜。

光伏電池生成的電流需要通過其表麵的電極進行收集和輸送。太陽能電池製造過程中，需要在矽片上印刷金屬漿料，用來製備電池接觸電極。燒結後，在電池表麵形成正麵電極和背麵電極，從而起到收集和傳輸電流的作用。

光伏電極漿料通常由銀、鋁等導電金屬粉體組成。主要是因為這兩種金屬可以與矽形成歐姆接觸，接觸電阻小，接觸牢固且化學穩定。

電鏡除了對太陽能電池形貌分析，也可以利用能譜對電池進行元素分析。

能譜 Mapping 對銀電極與矽片截麵進行分析

針對電極粉末顆粒，可以利用顆粒軟件對樣品顆粒大小進行統計分析。

顆粒係統軟件界麵

統計柱狀圖

針對電池表麵，可以利用 3D 粗糙度重構，測試樣品表麵，並測試粗糙度。

3D 粗糙度重構軟件