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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 ( ~- m' |, c! i1 ?: I0 l+ _

    * s/ O' F9 g% l8 M5 b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。" W$ J1 E; f; c. E* X. f6 _

    . s4 S) e+ c5 c- n一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:& J$ {  K' I0 X6 X1 \/ z* [

    # u: u: M! ~+ k% S9 @0 A3 ~( s* h3 @5 N

    + [; W6 ?* z0 L. b/ a1 f' ^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。( g) E, w( @3 N0 I2 }" |# ^& ]# ~
    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。
    6 t& [" D# ~1 X& [" ^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:) C. l' X: {) u
    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;4 a5 E* ^- a0 b" ~5 k" d8 y( b
    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;) ^$ l7 ~- J% a. ~4 h  b4 A
    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;' V/ u8 R3 M9 |9 K% t
    ④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。* E3 c1 b6 ^! z; V  B% d

    - _- P. e4 P& k0 W, b& I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:' m! D3 n7 D( m2 ?# m

    5 H( |2 q+ H% z1 p% ]- [
    , d! |: }: b" H7 m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:8 ~9 b$ u  k" ^( k
    9 F( r% p& y& O8 ]2 }5 b% x4 ~
    5 e) M3 c( `9 o$ R3 I7 |
    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
    ) r/ J( M$ o: g. V- Q7 k4 ]少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。
    ! O& C6 m+ N  O" K9 C8 ^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4 g) ]% H3 r% h0 M) T4 s
    (a-Si/a-SiGe/uc-Si)。" ^+ k+ i; ^6 g( U
    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 Q0 g  \& C- d7 q
    硅/非晶锗硅太阳电池。. W2 ~, _7 Y4 [  H& h( U
    ) r  p  P/ N1 |" c% n6 W7 v

    $ E' \' C$ K6 R- ?$ r" ^7 s" ~7 \- t三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备1 H9 o, d) S& M+ \( x0 @5 ~
  • 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2 V% A4 D( s( L0 J) t0 n) F

    $ d0 N  q, m( ^) A6 i  eQQ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
    5 g' M* T/ v: A* D/ D9 C图全挂了$ ~, f6 M! z4 Z

    5 _" V( z$ t( B  PQQ空间的图看不到阿
    . l! a) F" p: T; c" e, M2 W
    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
    4 `9 e+ s- ]5 x, K) Q. N我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?

    # F6 k  a0 T! O6 C0 Qyes 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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