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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
      W0 F! `* w- ?+ u
    * L  U' b! O4 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。
    / N* }1 e9 w1 N) {4 i# Q' |+ \8 Y6 c7 D7 S% |( ?0 O' A
    一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:
    6 F* _2 ^. D- K( @, R4 i2 V6 Y( l9 z' D

    2 ~5 g; G1 [* @* l/ a& e3 U1 e6 p' b$ d5 y: ]+ {$ K
    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。# G7 g4 [, |& d( S) D8 C7 m
    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。/ L. {9 Z. A" A; }6 q- T" j1 ~$ T
    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:
    ! N9 V8 T) r8 p) n: f5 v( x7 |, 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;
    % X8 ~4 E. @! E6 K6 C+ o& i②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;
    ) f  \) Q& c9 C* H4 X③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;, ?* K% l/ s9 q4 P) B7 n8 I
    ④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。
    0 o" k/ A6 R4 G$ w: I3 E4 _! E5 [* K# ?! F
    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:
    # J* P. F' |/ g! w0 P& k1 l5 l
    3 a: y& p- m( z' f$ R' g5 A' `9 p: w9 B  E: _2 ]) 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:
    6 P, j9 W* T; x& X1 y
    * C. C1 G0 k* [# J( p/ j. e& }* d' H9 n- C! O; o
    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
    * U  E# v; D6 U3 M) \  R少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。5 N8 Z! {4 T4 ^9 e3 @# V! [4 s: 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
    ( ^6 R5 t# x( `- t) `# y/ |! w(a-Si/a-SiGe/uc-Si)。
    0 }7 x( B. J$ l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5 r( u) A, y0 A% b; i" o
    硅/非晶锗硅太阳电池。
    $ K, x. `& t% [& s8 x7 T& T7 G1 w& o9 G  e" r
    + f) p- B$ H. s' u: Q; J8 [
    三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备
    ' f3 W8 G" V. ]! b$ f! m# {" n
  • TA的每日心情
    奋斗
    2018-11-21 00:12
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    [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 l' t1 P4 H7 X) U; T, N
    . F% s" f# `+ n2 T3 b' T
    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 . J$ Y5 W8 f; r) ]
    图全挂了$ t3 p8 \7 s  o. X( E+ Z
    2 [. O6 V/ ]' ]8 a  V3 T" Y
    QQ空间的图看不到阿

    5 i4 I3 g2 z! K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 , V- y  Y# f7 y$ J& Q" K# M/ |
    我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?

    , m* ]0 ?& U. ?' k- D, syes 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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