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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 . F. H0 x5 a7 C# G2 o. G( Z! g% _# `

    8 A; Y4 o) `* V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。
    0 \# j% N8 @! B1 @0 `) l
    1 `2 f1 ?: q! V/ v# @一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:( G2 y3 D: z2 w2 Y8 ^& X/ s
    6 ~! F- P) N4 w
    " V9 t7 N: k: m

    1 c/ w) k1 M( l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 F0 k2 |. K# X' A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。
    " E1 R# }' N+ P$ g# n: [0 F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:
    : i! F. |2 k: K5 x; Y, H! G$ y9 I& x①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;
    # Y) g- [! D" `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 O- r5 S3 s5 j$ o4 k
    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;
    + J/ @0 E* n1 n5 c; ]7 J④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。
    4 Q, H$ _8 g1 F, W! D- I
    & h# `' M  n2 W+ m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:5 ~7 q. B. v2 {( x

    / R: Q: L( t3 R! c8 R" {' W+ O5 o* ~+ F4 N8 c
    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 H; k9 a8 N- M9 @0 p5 T

    9 a5 {6 y9 f; k
    2 F8 R+ y3 ?& l- O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
    & K8 m/ C3 J! P少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。" W0 r  s/ _- y4 G8 P. w
    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8 \" ]/ d' ^: q4 `! x, u6 B5 _9 c& z
    (a-Si/a-SiGe/uc-Si)。
    5 T9 c' \1 N! O8 [8 G8 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
    % k2 Y4 H" b1 L4 S, Y9 j硅/非晶锗硅太阳电池。
      S) f: ?. |# m+ Q( C& Y
    6 r- Y- _& o; \5 {. Y0 Z+ w' P
    : [& |( [* u' V" b9 V# ?三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备& k% V- y3 @8 W  q' {, T. V
  • 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
    : F! }* s. z% O
    ; ^' [$ d0 V; _3 X  r: f" tQQ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 1 ^, {$ u' l' R2 B: P
    图全挂了% o$ h$ \1 o, q5 [: R
    ! e, L+ ?# C$ ]7 x) |
    QQ空间的图看不到阿
    & K0 ~1 x: l# r; T+ c
    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 m. \( @  @) |! E) J; P5 w我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?
    * D+ ]& s- Z+ O
    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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