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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
    ' c% r+ N9 {% n: Y# g) x
    2 y% g7 g8 D, G) g6 |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。
    4 Q8 H2 v/ W! [& B8 m+ f9 M- o/ N
    # @4 U3 O+ x! s6 h* D6 \一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:
    $ g* \  _  j* h/ S0 F2 I! C1 s3 E. m7 n/ b$ X3 s: k

    * p2 Z5 v7 B1 L) o  M# h& [9 h( P; Q" ~0 H0 f" l6 ^6 T* x
    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。4 Y; j6 c+ f  |7 _! l0 E! W4 s
    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 M( Z& j; g# z' b$ V: }- 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:
    8 E! `* b" }6 N: c7 ?# h4 Y! g8 J0 S①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;
    7 ]1 D7 z, |! _: d/ E+ i②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;  V) U; T! H9 L7 B; H
    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;
    : P. R6 p2 {- c! Z④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。
    ( ~. W( M6 M$ ~1 f$ Q) Q9 u, m& ~; u+ E7 k$ p4 S- i" X
    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:
    , L$ N2 Q% f$ \. \9 x2 Q0 n7 X' T' C: [% t; l' E* }1 s

    / n7 h0 ]7 o( Y6 X* L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:
    / T/ Q/ Y/ R1 R, Y* v0 H/ z
    9 ^1 |7 l' Z0 n: {, f6 u$ }+ \2 p  y8 Y6 v" }& M! Q. j& `- q( S
    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
    ( c  d. d4 n3 m' s7 A9 L, S少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。
    ' B2 V& z4 M8 j% g3 ?$ x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/ |4 b5 i7 l" B4 T2 [
    (a-Si/a-SiGe/uc-Si)。% @! l2 O. {) y8 {* v& l
    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6 P! V+ I1 x. i; m7 o% a- e* h
    硅/非晶锗硅太阳电池。8 g1 `9 j7 Y0 ]

    ( b$ a1 k, o+ w: S
    ( F8 D  M3 s5 ^& s0 I9 s" o三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备" u7 W2 O% O3 H1 K" m8 {2 m
  • 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
    & b% u! q  D' }- H% ]; A! [  \- g. u
    QQ空间的图看不到阿
  • TA的每日心情
    开心
    2017-4-3 16:51
  • 签到天数: 67 天

    [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
    4 p. b$ A1 z: Q2 K7 Z* I图全挂了
    & \( t/ f1 u3 _  e! q" ~' G4 w" y  z1 m
    QQ空间的图看不到阿

    * D4 A" F' b! n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
    ! W/ q8 {5 j" v- z我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?
    ( [: [& K; Z( g; D5 X
    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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