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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 * w; [; y' L# M  S8 d
    % h9 Y; P+ y' b. H! f
    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。
    ( _( F/ e9 W/ T! r7 y8 L# n6 z4 m4 p9 p8 ^; L5 _" F1 w8 A! L* i) I# t
    一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:+ _# d. M6 x* R4 K

    # _( o4 ]5 M9 N3 M  k1 `% R! r- F2 F; @6 x# }: V
    1 u7 z: x& S( y0 i& n$ w- G% F; \
    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。
    2 {# ]: S- v- O. U1 J3 \% U! A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。9 B* x1 L$ R% }( x
    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:
    + k2 G7 j+ r7 g& [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;
    + Q4 Q: J0 l& j1 b( T; M②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;2 j7 |! C/ N5 P  @6 A' t! @% a7 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$ Q; c6 p. Q0 P④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。7 s/ j7 M3 R. Q) N+ s

    & x  p$ S% [6 l! @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' W" V' A- A
    & Z! V* m1 N( A9 n% B$ `
    / p: r8 L# a, Y: q% D0 U$ n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 h  I- M; Q4 f' X2 J( @! W( L3 ?( U

    5 T* b( l  _& D8 e, t0 ?; z9 ~& j- X' ~) |  F, 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2 I; T* c* @! ^7 B
    少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。
    $ i2 j. a3 F. n* S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0 i7 T7 W% F0 h8 n! N
    (a-Si/a-SiGe/uc-Si)。) h5 S4 f5 Q2 V# k" T1 `& {) ]
    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9 C3 _( w/ s' r7 L5 r
    硅/非晶锗硅太阳电池。# {# T  j# N2 k8 O

    0 c2 u. o/ `6 h+ c) }( I& [7 V! L' o# G
    三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备5 R* z1 o+ i  B. r, a4 }9 d
  • 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 n2 w4 o0 R4 T4 {4 m
    ! u0 _# k/ W1 W2 M% m0 zQQ空间的图看不到阿
  • TA的每日心情
    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 ' Y, U1 J: E1 o- }8 B
    图全挂了1 c1 V, O* Q1 N" V$ ^

    7 X* L3 P- W1 H7 ~$ ?QQ空间的图看不到阿

    / s: c8 B* n' A* U; o7 C, E- f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
    $ S/ b! ~  D+ E9 {7 l我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?

    ) a* Q: Q$ P9 C$ {' ]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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