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[科普知识] 非晶硅太阳能电池简介

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    开心
    2017-4-3 16:51
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    [LV.6]出窍

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    楼主
    发表于 2012-3-18 12:42:01 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
    本帖最后由 云汉 于 2012-3-18 21:51 编辑 0 e" T; q5 X* F3 j- c) F# C

    ' N& k# I. ~9 c. \0 K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 f1 \' o, \- B: ~/ B# T7 q! S. |! J8 G/ m2 J* |
    一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:
    " @: x9 v1 ^; W6 B- d9 T: r0 g6 O) \& M( H7 w
    # d/ P* i4 C; a& J; Y% O
    - Q$ p& n- f$ ^! U& j" X) [. M
    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。
    7 }+ B3 w3 B( ]1 v2 b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。  E6 H3 G/ Y2 B/ l/ B
    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:
    3 w3 [! Z2 ^; ]# _, F( X; p①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;
    * J  b1 s& r# X' z) F②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;
    7 w- r& n# b& S& }" ^  a$ |③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;
    . l8 @& m" C. w* Q④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。, I) z5 K* D& \1 t% h6 T# r" T1 I5 W

    7 h5 F+ u0 B  F8 H4 \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:( h; `& j4 d6 y3 f
    & s7 n5 t% p( o8 a% r4 s/ D4 m( d

    ' f( e- T8 R% k; V1 f: X3 \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:; }  t  F+ N1 R% N9 d

    8 ?5 V4 q6 j  k$ J7 o: _- z
    1 z* T, `0 T8 `6 C* i% Y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
    . t) o$ f8 i; M) T1 j. X少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。
    " q2 d, w4 x* f  q: v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" r1 {6 j. k! f# @& {" L$ E- J
    (a-Si/a-SiGe/uc-Si)。4 L% c' c4 C  ?7 Y3 l3 C2 y/ j
    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
    ' U2 Y% t# v$ v) b* V$ n硅/非晶锗硅太阳电池。
      C% s) D9 ^6 e; W7 n0 ~( v. P, i+ H5 t; I  P0 E
    / z2 H6 i; A, F- b7 M0 G
    三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备' F+ V" y: r9 o/ h" L
  • TA的每日心情
    奋斗
    2018-11-21 00:12
  • 签到天数: 283 天

    [LV.8]合体

    沙发
    发表于 2012-3-18 17:19:10 | 只看该作者
    图全挂了
    3 K6 Y) H0 E; d, P. I% `& _% a+ l. F. a' S1 C. Y; I* H
    QQ空间的图看不到阿
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    开心
    2017-4-3 16:51
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    [LV.6]出窍

    板凳
     楼主| 发表于 2012-3-18 21:51:46 | 只看该作者
    nj_power 发表于 2012-3-18 17:19
    5 {  B) h: w2 t' }: v4 _. J  r图全挂了: R0 g& K% o9 A" L' ^! y: u
    " N3 `" j; u" x- d
    QQ空间的图看不到阿

    / j6 ]1 G: c# i8 K* J我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?

    点评

    没问题了  发表于 2012-3-19 00:03

    该用户从未签到

    地板
    发表于 2012-3-18 22:23:23 | 只看该作者
    云汉 发表于 2012-3-18 21:51 ! `7 \  g5 E1 @' a5 r0 ^
    我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?

    & W1 h( C0 Y* Pyes 图片可见~
  • TA的每日心情

    2019-2-23 14:22
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    [LV.9]渡劫

    5#
    发表于 2012-3-30 20:58:11 | 只看该作者
    好专业 赞一个

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