TA的每日心情 | 开心 2017-4-3 16:51 |
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本帖最后由 云汉 于 2012-3-18 21:51 编辑 6 a' r8 p4 j( i9 M
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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。
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: 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:
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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。
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@, [: 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:
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/ 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:
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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
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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' @
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