非晶硅太阳能电池简介

云汉

% I( K. S2 `6 c$ N9 q1 k( ]% e  L
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。
( H( o: g) a7 Y/ \) @- N+ Y
一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示：

) R' S; K0 i$ v; k* F8 j/ e+ s
4 ~  i. h) N% [: x+ Q
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。
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。
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：
$ `' ]) J9 F8 I' G! g①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；
+ X% _' P6 f/ a+ l②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；
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；
④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。

; [' Q  s) }. U7 n& [/ N2 Q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：


: U5 `* s  W' \0 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：


  y4 [- t5 W% c2 c: t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
少光子能量在吸收过程中的损失，提高太阳光的利用率。
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
(a-Si/a-SiGe/uc-Si)。
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
* F( M  j; N; s( ^( V4 U  X8 E硅/非晶锗硅太阳电池。
; z# m6 }' L! u, d0 z
/ z4 p3 T2 n" }* ~; c; F$ c
, e: e4 r: ^# }# z9 R" ]4 e+ N! {三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备
2 k  P! A( F' X# R7 f3 t

nj_power

图全挂了
. f0 O' @! f; v
QQ空间的图看不到阿

云汉

nj_power 发表于 2012-3-18 17:19
图全挂了
' @+ ], W% A* u, p  G! C& A
' Q( S" f% M; w" \. XQQ空间的图看不到阿

我该到新浪微博的图床，你现在能看到吗？

板砖黄

云汉 发表于 2012-3-18 21:51
我该到新浪微博的图床，你现在能看到吗？

yes 图片可见～

zouhl123

好专业 赞一个