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[科普知识] 非晶硅太阳能电池简介

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  • TA的每日心情
    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
    " N+ c, G' l' p/ J& L  j4 p7 I( ~8 p  a0 B9 ?  B
    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。/ x. _2 G6 M; y; a
    ! _+ i( u7 r6 P" D0 w- y
    一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:9 m* L8 [/ _+ u" n+ x

    0 H; J" `% e" b7 l
    2 p8 N) c5 [/ {4 ^! P$ t, D3 ]
    % c4 Q& O/ H3 L* y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。
    * u$ O0 q& d7 ~1 {. b! ~& p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。
    ; X1 D1 \; o# n$ [2 z3 O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:& D% f8 ~+ G- r+ O6 @% {5 c
    ①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;1 {4 X% s0 x& j+ g0 g7 p4 \
    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;; Q9 G$ j# u6 H
    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;( s! r6 }& D. Y7 K2 U
    ④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。1 k5 W% S1 i! X( D' k2 q

    8 W# ~: H: M/ f: q4 q% @3 J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:
    8 O; J" _/ L' K, {% j4 [
    $ D- |4 I; s3 J* p3 m% m2 w( O9 C6 A. X
    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:9 E3 H4 R4 t8 s' e: [& q! W0 Q9 M

    : R2 i( o# b% ^1 ]$ Z  w) a: {+ D; `6 @$ A$ X
    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. H# O: [! L# F9 u' @
    少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。& ~( L5 S5 {: P9 x1 _' Q
    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8 y0 j. W' I2 c% O
    (a-Si/a-SiGe/uc-Si)。
    8 R, z' c, j: e4 N6 V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1 m+ k: k7 [1 ?3 ^" g. I, P1 [
    硅/非晶锗硅太阳电池。
    5 L- {% o( T. D! k8 P" U& @  y8 I
      k2 R$ P- ^2 O; i: p
    3 M% _# L  e- n4 b9 p! l. a* [三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备
    , K8 K/ ~/ c* p# I: }0 Q
  • 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
      W( b; M. S$ m0 Q) Z' b9 q5 ]" \# G7 ?9 {* ^" f
    QQ空间的图看不到阿
  • TA的每日心情
    开心
    2017-4-3 16:51
  • 签到天数: 67 天

    [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
    ) M: P4 l5 e8 G图全挂了& m, k3 \& p0 v: q" Y  F
    4 V* q' G+ n" ~$ A& y( r
    QQ空间的图看不到阿
    " }' |' b4 Y/ t: Q2 \! t9 Z9 ^
    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
    % ~, T1 h6 p. ?0 f! M3 p我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?
    ; y1 l% u+ v/ I+ Y. }3 O
    yes 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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