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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
    . h' @( p; s  k$ ~4 x+ H# w& V* ^; y2 @& P$ y0 y0 \# U
    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。
    8 p+ g( F2 ]( w# P* m/ i0 O& H( l7 L! u
    一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:3 k. ?  Y+ h1 i( l0 ?

    ' k" f+ m4 R) c$ m; s8 W+ Q$ X; u
    9 [! s1 u" D9 {; M3 h* o2 A0 D3 [3 ~. c0 o. Z
    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。
    4 P+ \7 D. L/ r' w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。
    7 S7 `6 w6 ^4 h. b* g. X( E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:2 b! `: t6 a- Z6 D9 e/ g% ?( l
    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;* S8 W$ ~6 g% j2 E' c7 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;1 |* ]0 g; C, V" W
    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;
    2 _1 X$ s# }. _9 S8 l④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。
    * H# C# |. U  Y) i+ M( v$ T! |
      R5 Y, B$ h- \- B% d; Q8 D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:
    $ A, o9 A9 T/ z% S4 n) `
    - d9 Y& H3 y+ X0 U3 t6 l' x: x# X+ N  s* W* c
    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:
    & N( ^3 A+ g4 H& f% I- K. {) n$ T* F4 z, e
    / ^- Z& P9 P  T, m/ s1 V! r/ b" B4 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
    1 R; ?# E# |4 p4 K, Q5 R少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。
    4 k3 Y6 L6 N* H8 H* K: ~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 G' @0 ?$ j* Z7 u" H- w! Y$ t(a-Si/a-SiGe/uc-Si)。
    ' H; s( l( Q0 F, C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 `1 X. i$ |$ Y' P0 ^. M
    硅/非晶锗硅太阳电池。$ G: [( C3 X! [$ i6 E

    5 L. Q, z" e# N% m
    % U: Y4 H: W$ b) Y  d三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备
    % }# s- ]; o  |7 C. G* h
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    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
    " @9 r9 I% l5 i0 m  y
    " c5 `0 a+ h+ l) }QQ空间的图看不到阿
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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+ h9 a! E; q; L: o
    图全挂了
    $ d$ C/ T- M5 W1 ^  p( j9 B
    % l  G# i5 l; a. t( NQQ空间的图看不到阿
    , K- s, e0 n9 P( j4 E
    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 0 ]4 [; j7 k* ~& j+ Q* ?9 ~4 k
    我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?
    5 m( c5 ?1 n; s! s& w- |- q. ]( Q
    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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