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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 7 _( u5 A. x( {. X7 f; N

    + Y% D# W4 b! t) |! L9 T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。
    9 v5 [! s7 J0 A9 m; `0 x8 J( l8 c& z* y! S' |; ~
    一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:
    . W8 G# `! X/ h' M0 _6 c! L. _' M7 |, W* j

    7 M/ D! b( G2 L" U' T( C
    ; @1 m+ B& B! s# I3 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。
    : p5 A1 Y+ y$ @* S& x  p8 _3 q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。# E# E+ ^$ p! M" u3 ^
    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:
    . @! j, a+ F4 y1 \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;) }8 a4 w$ v- A/ [) t! u
    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;
    . I. `' g0 |5 Z  m- u8 i0 @$ ^8 g③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;
    & P: g- j! x  Z8 p. {+ T④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。
    3 u$ O; u* u% o+ _& Z
    9 `+ B  j( N  l( F" ?; x3 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:
    5 k5 o( |( S- j8 z: T" k9 ?$ ?
    6 ]* I, E! s* N+ D" r( z
    ! r' y2 Z- m9 H6 M& j6 d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 i' O  v' K& V' c2 `

    $ l! n1 l0 w8 g' L4 b) Z7 s" v0 n! L1 x# G- z/ `( @: n
    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
    $ U0 v3 ]- m! n- x  M少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。% N! ~+ h/ s, w, @4 [# f
    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
    ; B5 _' x! n4 p% Y7 u(a-Si/a-SiGe/uc-Si)。
    + n" G4 `; f6 ^) Y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 ?. ?# Z3 H6 G! ?& N8 _3 n
    硅/非晶锗硅太阳电池。
    & s  L! X- c  R' d" L- K
    4 |2 T9 @3 |( m. z3 H# T9 a, v( a3 |+ _! [' D
    三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备( G  e+ s! e) \) F1 O
  • 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; c9 E- p3 l( S! u/ V

    5 K. R" n) Y) n! j8 SQQ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
    4 p- a$ i  K% Z4 L* p5 E; }+ }7 K$ B0 {图全挂了
    " ]+ c) a/ o% s  b# E4 D7 s- Q- n  |/ i" J/ U4 P2 X! O  i
    QQ空间的图看不到阿

    ; \8 ^0 b1 P0 v. z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
    ! e% L; Q4 p& F! Z我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?
    3 |* n% e8 ^. f+ R. T3 ?3 T8 B8 O; h, Z
    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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