TA的每日心情 | 开心 2017-4-3 16:51 |
---|
签到天数: 67 天 [LV.6]出窍
|
本帖最后由 云汉 于 2012-3-18 21:51 编辑 1 A9 O# f' M4 d8 z q" L, ?( @1 ]
8 G$ y: \9 ?1 b2 z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。
" A: }! k+ `- {. u- j
/ }& @4 R/ N; @) ?" m一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:
& t, _/ c- D- D3 Q8 d( m6 Y![]()
9 e" x; c2 n, L) G% ^
) Y4 ^5 q3 S0 O+ u% H$ h6 o/ v B4 T0 L5 d
( N2 j* E n4 S# \, y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。
* S0 k {; e7 Z& B' N1 @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。- ^$ k* y, m$ Q
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:
( u+ }1 u/ ^, ^ c①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;
r* S/ T" T& t②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;
( z9 q! h: o# B* h③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;
9 K; Q1 @! z7 L' U6 S! C) ?: [) h④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。
- D2 k9 ?. f5 ], E
8 Q9 L3 d; Q% I9 Z9 z9 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:
' R. i; B" Q- a8 p3 q, w 9 H# w, d+ @; x3 q' w& E# R( {% b9 t
! o9 V) u- X$ i2 ^* g9 Z7 @$ s2 P
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:% r4 Z9 S4 d# P1 j1 w
![]()
* l! c% V& |1 i( w' J& O; [% o1 [* p8 K, y, W
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% r8 S! v4 ?: r" F8 U0 L1 E
少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。
9 C& h' Y6 \. v2 r! Q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2 j6 g/ {- m" y
(a-Si/a-SiGe/uc-Si)。2 r. F! ^$ d1 ?& C' X! S5 `8 J
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 ?( \. |" |" z* b2 M) {4 X硅/非晶锗硅太阳电池。
3 @( S9 V: \8 E2 T 4 D- d. Q' n( ]1 V
+ n' V4 K4 u, h, c三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备* Y; W( t3 R( z( G6 k' z
![]() |
|