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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 2 P' u7 A5 {( @$ U( l/ S
    ' {8 [# L3 x. h3 ~0 S: s' X
    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。+ g! `5 f. R: g
    / @3 m4 ]& H7 o" e! b2 f! v
    一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:8 |$ ^" c- v) H1 {

    ' j  J0 r/ }8 c
    2 r4 ~9 |# W. }
    , R7 P8 f  [4 ~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。& o& h% r, k" ^* v1 A0 |
    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。
    1 G. ~/ d5 Y5 j+ `1 }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:3 V9 j/ M; }6 q/ L/ w8 T: \
    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;
    8 g( C% E5 A' |+ H- M, N2 K②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;; T% U8 R- j* H; U
    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;3 ?% x  D$ p7 F7 s, n" t
    ④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。3 w' V: y7 C8 y* o  B" ]# q$ |+ K7 `

    # x; r3 g! Q/ C$ N3 u) h" q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:
    ) Z: e  V8 j! v' J8 U- O; N( Y% D7 p) i( \6 _

    ( `- {0 p0 |4 g6 ?# `4 C. h# J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:
    4 Y; @- U8 E' l% Q* _& ]5 L; a# z- y" q5 J7 X0 r, m
    0 z6 q; n5 c8 Z% ~: Y% b
    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
    4 c2 @1 w& f6 k少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。# `5 m) Y% \/ \- 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
    " _# U6 V0 p# g3 Y4 e- k(a-Si/a-SiGe/uc-Si)。
    ' A, X- A. H2 Q6 i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
    / z. ^8 @3 O" J硅/非晶锗硅太阳电池。
    0 H: L+ F1 g$ A+ S7 ~; {5 K
    7 U# {$ y4 d1 M2 v$ n6 T  K) b+ u' o
    三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备5 e: k9 a9 r- ]1 y' R* h( i
  • TA的每日心情
    奋斗
    2018-11-21 00:12
  • 签到天数: 283 天

    [LV.8]合体

    沙发
    发表于 2012-3-18 17:19:10 | 只看该作者
    图全挂了
    ! c* d9 a5 ~4 X' H. Z, N1 v2 h  W
    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
    ; W+ @8 V" t* q  D5 Z3 i. L" d) o图全挂了2 N' q7 _5 i: `* Q7 U: p& ^
    % t% ~' n" U* q6 W# O0 T3 n1 f
    QQ空间的图看不到阿

    7 M: `/ Q% C( o2 w# ?  {' v/ c! u) c! i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 ' {5 R3 {1 D: U4 s% A3 S8 N
    我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?
    - A: w: X  c' ~8 Q0 E4 S# ~
    yes 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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