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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 6 a' r8 p4 j( i9 M
    + A* r  u* T: N& X. c
    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。
    1 e" p& e; N6 D0 {
    : J9 c: G( s8 x+ S1 R, S一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:
    : v! w1 d+ q. R! s% ~  E
    8 z1 {  w9 ~0 B2 _+ ?. s3 ^  {) j/ G, u$ ^

    3 I3 Q, P/ V% C1 ^) n3 L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。, ]$ I( Z) ^: ^
    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。% Y. |* c* H/ }( y* m8 r& l1 }7 _
    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:: X0 g, @* x6 T
    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;! O4 f" A. v; ?/ K# C2 E
    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;
    3 U$ S$ [, q6 l9 [, B③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;2 h2 r# O- h) j) P0 v) k
    ④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。
    # A: o# t0 H* M3 R0 x9 Z- z: @
      @, [: L2 \! ?, M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:
    ; M) Z) G& u/ K: H' ^! ]" J! f, u2 A

    / T3 k+ {) z) z8 S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:
    8 T  I7 ]% U, v* Q: Y/ F) a  F6 S/ c) w2 p
    $ ^& F5 `5 z4 Z% V* U
    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# M1 f0 Z: ^- v少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。
    0 A$ I- s- I- L- h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. N+ @: I1 m2 o6 S4 Y
    (a-Si/a-SiGe/uc-Si)。
    6 v" d" A0 w' H) T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 c" P) V! h% l6 m: R
    硅/非晶锗硅太阳电池。& I$ g1 n2 {. Y9 {5 V- S3 J
    7 D6 R9 q" Z  Q6 f7 y- \

    5 k! n2 {8 i$ {( k9 r三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备. |! q! ~0 w& P0 ]' O( B' @
  • 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
    " Q) j3 W- r, w' V3 r7 i: b! G) Q# I  O" b1 J! h
    QQ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
    + l; w& _% O$ C! Y% ~9 ]# w* X图全挂了0 ]3 A6 J# {9 U5 S! U

    1 B4 c1 S; w- Y  wQQ空间的图看不到阿
    : s# S+ i0 N% X9 k3 T( ^, Y1 ]8 v
    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
    / H" F, X1 B5 K  {我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?

    % Y+ ]9 e1 J' P, {yes 图片可见~
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    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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