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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
    ' z$ F2 J5 o' V' ]$ o7 d( F5 [; Z( y% @
    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 a- E0 X! B  J8 d. h' P
    8 b4 _& a7 g7 D6 M
    一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:# W- P3 h5 s* M' B

    / `- N% y8 d7 S2 w5 s9 |
    6 l) _- u3 h9 G8 u0 Y3 {) ?; S* z/ g1 g. W' H9 h4 e* w; H
    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。/ A( C$ Q5 i1 x5 Z5 E$ n
    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。
    ) C  i$ ]5 B/ {( K# \! I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:( g$ I- ^  a* X
    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;9 f8 o( r3 z- l! p
    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;8 a% W1 O# m7 M
    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;
    8 P. |% Z2 F" G④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。
    9 A/ m! |" W3 H0 @" N3 G" X* e  S9 a1 y
    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:8 [' [" r1 e- }( M+ s2 H

    : U# r/ e- u7 W6 f8 g1 l
    % U* X. t& ]9 J9 m# u" C7 o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:
    5 j; [7 L1 H; J( x. m4 V
    ' a( p( Z) M1 [& V% p: H* w* t& H' l6 C
    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 G5 Y& }" p1 L* X
    少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。$ `; u  u) q/ C5 x8 u, {
    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
    ( v! s4 V% R0 [: Z( X& W+ P8 E(a-Si/a-SiGe/uc-Si)。6 b6 l# T# o/ r1 M4 C$ ]' F; ?
    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
    0 V; v$ ], _7 A2 [3 }$ J硅/非晶锗硅太阳电池。
    . R+ g8 e5 h7 }9 k  x& p) L' p3 A  r6 c/ e% d

    3 C6 G7 O' [" Y- j: ^/ r2 _: a. j; j6 k三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备! t3 a! [" Y4 @4 m7 a  D' X
  • 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# V/ H# f1 u& z$ c
    ( w$ b) Q: w. _& i5 E
    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
    ' B3 b- o5 v' _& g# t7 |图全挂了
    $ [% }$ ?6 `8 h. N* K  t4 m. U
    8 u5 I( H/ I% P$ Q* T8 x( AQQ空间的图看不到阿
    7 Y+ [2 x9 r" X/ C  Y
    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 8 I) a' f1 m2 }8 J% _
    我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?
    ; z" E1 c6 P) w1 q' x
    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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