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[科普知识] 非晶硅太阳能电池简介

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    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
    * I; q6 C: t& d! O- X
    ; ~# o  O7 n* D  T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。  Z' P) O# |) P/ z# L
    6 `! n( R4 n0 k5 M
    一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:
    ' Q/ p, H& x: S8 B1 N) I1 |9 ]4 C

    0 y/ S/ H: s9 I5 ?$ E, ]: u0 W
    / u# l" u7 |5 b1 k6 \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。
    8 }2 M6 L: T. L( @5 K6 \! {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。' F6 G, L! K' h8 D
    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 B6 `6 K- Y) Q( M3 p1 b1 D( a
    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;
    / z$ q9 z( i; d②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;
    ( @1 Y1 T5 q3 J2 h4 A+ q③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 m; s: l- F; r3 j+ c④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。! b! Z8 g. `" ~9 m3 ^
    ( ]' ^1 Y; |2 A" I. N; ]2 a
    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:) J) C. I1 j! k

    ( X$ B( i8 r6 z- {- f1 T: D1 V: D2 q- T) t' 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:
    : ]) B& s/ g4 C8 d4 m# x$ Z; G+ B  E% W0 T8 d' `5 D: b
    : E6 T5 ^  \: D0 v
    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. e9 ~
    少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。1 n7 ]0 q/ l( Y  d; r& @6 j5 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8 q, d4 d7 p  _
    (a-Si/a-SiGe/uc-Si)。
    4 H  o9 Q+ G! o5 x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
    / v$ u! W$ p9 E# k: v硅/非晶锗硅太阳电池。6 ~0 b( V# e3 n+ O

    9 I' {7 E' ~8 Q* ?- t
    * l- o8 D0 V6 b, Q三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备
      b& d! j! v6 V6 V$ W# I, Q/ S
  • 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
    ! @. q, F, o7 h( E
    % g; l" Y0 v' X& a7 RQQ空间的图看不到阿
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    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
    * G8 o/ Y3 C' W7 O. z/ x图全挂了7 x4 S, X1 W8 ?4 ^
    " T6 ^4 p" ^* D- m
    QQ空间的图看不到阿

    7 Z/ i4 o$ a/ O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 9 z0 R1 M6 X; z. ]6 M
    我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?
    ) \  Z+ l* {( M  ^+ T, n- H
    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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