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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 3 W3 ^+ a) J* K* @# M& F! d
    ; R3 U* Y. C' l2 q( I3 e
    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。
    * p; `4 ~/ W. h  S6 B- s. O# S* L
    " n# }7 p! {! @# e* ?一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:9 Y, P% ~" \/ D( O4 W

    2 w6 O5 h6 K( o( F
    + A0 f5 T8 G2 L: o& V6 N4 ]$ `6 e' `1 d) }
    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。1 w0 O- \! B- N: B: {( P4 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。
    5 \# d% D+ U. B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:
    2 k' M) ], a4 V" N, y①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 H: z- c/ a) s: ~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;9 S9 I" E6 q3 M3 S% b  X
    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;" k7 Y: e4 \8 r+ O. g
    ④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。1 b2 x8 J3 n& Y6 f! {
    ( D6 a! i4 p! q3 s/ B8 p# j2 u
    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:4 E) J. n5 q* Q
    7 W7 Z$ ^" s' v1 d6 t
    . g9 E' l2 l- I2 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:0 _: ?8 o8 N9 O; _. |

    ! w: b$ J# }, M- t1 K* R
      h% A7 G, V' z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" y/ b, @% `1 z- e3 g! D& D8 {9 l  l
    少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。
    / P' o4 e$ H0 @/ v. F4 _) r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
    : o: q. Q! t2 [0 }' E(a-Si/a-SiGe/uc-Si)。
    . H  R: w8 k# I) D7 P. j9 g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- C. U$ [  T2 n/ y# P0 f
    硅/非晶锗硅太阳电池。
    / O( v0 ^) o4 K0 O+ v- q
    : G1 J% n( `6 l* t: M) Z
    ( t0 E* f7 U8 l3 h7 \; f4 B三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备$ I: W+ R* ?2 r0 T$ n' z
  • 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
    ) a- `; D& [$ B  o8 \% r  V2 a9 N( M; E  o& Q0 m2 u
    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 % l' ?1 \( h, i
    图全挂了
    / z& V& D: L( {5 B' b+ d* n/ h6 }
    QQ空间的图看不到阿
    2 @) p4 z: {' Z
    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
    6 W; T% _# i: W# g+ _( I4 F9 n& a我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?
    2 S1 F2 U2 c. o4 N! `) J
    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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