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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 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, w9 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 T4 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
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    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: A$ ~/ I3 x- N- T% C1 s
    6 n5 m3 c, u" N* v# X: 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 9 n2 }6 k" f, v; J
    图全挂了
    6 {5 W( S! ~  x+ P- x) U8 _! t; _5 i1 q$ Q, I( j( l
    QQ空间的图看不到阿

    1 Q5 Y; a5 p$ l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
    # Q! o# v3 Q: t% ]4 K5 c3 l我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?

    + S% u. Q/ t2 \$ J$ yyes 图片可见~
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    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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