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[科普知识] 非晶硅太阳能电池简介

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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
    ( _) S$ ^/ i$ I. }
    - _- X" K! v: p4 J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。
    + R3 M1 I% E% L7 g: j. m% B7 |+ C: ^+ A3 {2 h& s& j
    一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:) o) G- i# `+ H
    6 B, J" q0 k; h! {% n! ?
    1 c2 U5 e! {. \$ v& h

    ! F% Z/ h* c- W/ p) v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$ B+ V) [! ]  I! f4 @. U
    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。, q" o! K" Q* s0 s
    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:
    1 ^+ T, |' k, }8 \6 }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;+ X0 b- j+ [$ G, s0 R# E
    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;
    7 ~$ q) J8 n, P/ [/ j' y③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;
    9 S# G, M$ ~! D$ w! ]④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。) r# N% _) O3 U" X
    8 e  W1 S% n$ W: ~: q* c
    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:
    7 [0 x" Q  ^" w9 X) i! N0 K8 S/ U# X

    , `, a7 F& j3 e7 w$ m2 T" P' o% q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:
    7 e- t8 b0 i+ V4 {7 v0 s* s
    4 }) @7 o& c# ~- F9 @: G
    & G$ B/ I; o  u% j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1 A, C! `. C& M! Q6 a( U
    少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。1 _9 V% ?) ^2 j! J* q! j. c0 D
    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2 M5 ]+ F' w2 ^7 B
    (a-Si/a-SiGe/uc-Si)。
    5 @: e4 R! L' O. }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" x9 m0 m: T+ Z
    硅/非晶锗硅太阳电池。8 M; N% ^, H) I. F) D& f: a( B
    ( B6 H( `8 Q0 @1 A

      l8 ~/ N& K+ e1 E6 w, q6 l; L三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备
    ' y7 u+ |8 E5 E! ~, Z; T. B( D
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    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: n" \+ _' {. l

    $ Q8 ]  U  l  b3 @QQ空间的图看不到阿
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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
    * Y1 Y7 C8 O* }+ {/ J. }2 U! B图全挂了/ L* `: n& Z$ J% n/ l

    8 K- M" E9 C6 W  uQQ空间的图看不到阿
    , @$ v) u$ g# S  `
    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 1 C7 {2 _; z: |: E2 i
    我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?

    , G1 [7 f. |5 P! b3 P9 B+ i: lyes 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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