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标题: 非晶硅太阳能电池简介 [打印本页]
作者: 云汉    时间: 2012-3-18 12:42
标题: 非晶硅太阳能电池简介
本帖最后由 云汉 于 2012-3-18 21:51 编辑
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, J4 r. p: Z' Z目前占最大份额的薄膜太阳能电池是非晶硅太阳能电池，通常为pin结构电池，窗口层为掺硼的p 型非晶硅，接着沉积一层未掺杂的i 层，再沉积一层掺磷的n 型非晶硅，然后镀制背电极。7 _! d) v* O$ A; ^) n) ]' G. X
, b, A( t3 O) Z. ]/ h- V, d( r
一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示：, P* V" n( t! W  b) b
; N+ v2 N- V6 `- I; P1 W4 N
, |4 e$ J8 ?( d+ A; ?) ^

: n" c+ X# A" r6 _6 }非晶硅电池一般采用PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition 等离子增强型化学气相沉积)方法使高纯硅烷等气体分解沉积而成。此种制作工艺，可以在生产中连续完成，以实现大批量生产。由于沉积分解温度低，所以可在平板玻璃、不锈钢板、陶瓷板、柔性塑料膜上沉积非晶硅薄膜，易于大面积化生产，成本较低。在玻璃衬底上制备的非晶硅基太阳能电池的典型结构为：Glass / TCO / p-a-Si:H / i-a-Si:H / n-a-Si:H/TCO/Al。
& l2 Z" _# f) t$ F为了提高电池的转换效率可以制备双结电池，即在第一个pin层之后再制备第二个pin层。非晶硅电池的光电效率会随着光照时间的延续而衰减，即所谓的光致衰退S一W效应，使得电池性能不稳定。解决这些问题的途径就是制备叠层太阳能电池，叠层太阳能电池是由在制备的p、i、n层单结太阳能电池上再沉积一个或多个p-i-n子电池制得的。
  u2 O! D, I# v; ^1 n, @叠层太阳能电池提高转换效率、解决单结电池不稳定性的关键问题在于：
1 G" J' Q. `7 V/ [( w9 j①它把不同禁带宽度的材科组合在一起，提高了光谱的响应范围；! u/ y$ F6 L  B# K* C
②顶电池的i层较薄，光照产生的电场强度变化不大，保证i层中的光生载流子抽出；
& F3 J( g' L& }; S- w) A& f$ Q③底电池产生的载流子约为单电池的一半，光致衰退效应减小；# N9 D7 i7 G" R. }' V3 V# f! h4 x, q
④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。
4 D. T* m- R6 l; B) s
! {- A2 n( Z; R8 U( w7 c4 t/ }非晶硅太阳电池的制造技术同半导体技术相似, 在实际应用上会把单一的非晶硅太阳能电池与相邻的电池串联，做成一体成型的太阳能电池板，因此太阳能电池的内部导线的连接相对的稳定可靠。如下图所示：
0 @0 r" w; L) m1 o+ n2 M, D* u1 S, r7 T' O( Z6 ~3 k( y
' ^# e4 s9 v0 U/ C) l
当非晶硅太阳能电池完成后，可以在金属铝的一面以EVA （乙烯/醋酸乙烯脂共聚物 Ethylene Vinyl Acetate）为黏着剂，再接合一片玻璃。形成了两面是玻璃中间是太阳能电池的结构。如下图所示：; O+ V* L# S  _9 y7 R
& J  T- x, D- A5 T0 }! w
0 s8 h& ~7 {6 s( R8 H
同时为了进一步提高硅薄膜电池的转换效率，继续进行开发三结硅薄膜太阳电池，利用三结太阳电池分层吸收光的特点，减* O& r' D* h* x, {+ r2 b
少光子能量在吸收过程中的损失，提高太阳光的利用率。4 b7 C( j- H) z
电池结构设计：三节硅薄膜电池有两种，即非晶硅/非晶锗硅/非晶锗硅(a-Si/a-SiGe/a-SiGe)和非晶硅/非晶锗硅/微晶硅
& n: U9 Y# A" Z, _(a-Si/a-SiGe/uc-Si)。7 a8 x! Y3 }( I4 [! Q1 [4 ?
以下为非晶硅/非晶锗硅/微晶硅太阳电池的示意图，把最下面一层的微晶硅子电池层做成非晶锗硅电池即为非晶硅/非晶锗) g' w' U; U6 O9 y
硅/非晶锗硅太阳电池。
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5 N. r- z# z7 C+ T  R+ T+ d: p0 v, l, i- ?
三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备
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作者: nj_power    时间: 2012-3-18 17:19
图全挂了
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: w) g2 F: h# v/ TQQ空间的图看不到阿
作者: 云汉    时间: 2012-3-18 21:51
nj_power 发表于 2012-3-18 17:19
) @+ }$ B7 X$ J; X4 i( Y! Z图全挂了( ~3 V) i) W5 m. r

7 l7 n4 `+ x4 K. O. t0 ?1 zQQ空间的图看不到阿
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我该到新浪微博的图床，你现在能看到吗？
作者: 板砖黄    时间: 2012-3-18 22:23
云汉 发表于 2012-3-18 21:51 ' M& V, x6 A% i; `% ?% ^* S
我该到新浪微博的图床，你现在能看到吗？
2 Q& C" F. n' D$ n
yes 图片可见～
作者: zouhl123    时间: 2012-3-30 20:58
好专业 赞一个



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