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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 ( X8 H8 F4 h- u9 p3 o* u

    / p: W4 o& n3 ^" ?" m0 n* c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。
    9 ^9 G" E- B4 X9 K* F# x0 z$ ^# L* T/ K; L* o2 W! r
    一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:
    ( x# v; w2 Q9 i$ R  D% m* k/ Q
    : \! w: q( J2 h+ y
    ! o  M, e3 Z& g, c% M
    ; r# J' }5 \) f+ r" P% W, V4 p1 t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。: B6 e( \3 T, l- W0 c: t& g' i
    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。8 O/ d3 P+ s) y- v$ e6 `
    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 x+ t  j0 {. z# t& e6 h+ `
    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;, w, i% E: C1 s0 `8 N8 ?
    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;2 F5 C+ I: I) E1 F8 }3 j
    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;: z9 I2 W  h7 q# ^' k) ]) N/ i. O
    ④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。8 t( F' E9 y3 E. t# j/ k' f, f9 b

    2 O$ p  s  a& ^0 i3 I* e2 A* F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:
    : p* |5 H( |4 p/ l7 q; h0 t
    9 M4 j7 w. t" }3 n- g$ Z1 f9 S1 O  N: \6 Z( R6 T$ {9 m5 V
    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:- y! I- T$ M, L* A' m! T' u* o0 d
    ( x( @; u  J  ]) G- b& b
    2 M& ?1 d/ b: E+ S0 ]+ {
    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
    & a1 Z2 n' n4 J  L: l, R少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。
    / I% @& h5 A- v/ L3 Z0 \+ u: Z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: ?' h/ G" d" x; H
    (a-Si/a-SiGe/uc-Si)。5 x9 ^6 K7 j$ z) \& b
    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
    4 W; W& [7 }$ r9 e# I( D+ X  R硅/非晶锗硅太阳电池。+ q5 p( o3 @% u, o' p$ J$ S

    . x+ f/ ]# s0 Z" Y$ y% w5 [
    ) {! q) K5 j. i+ J0 W! S三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备+ K5 g4 v1 L: B0 Z6 t4 A1 w
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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
    . ]5 x1 Y+ ^! D' @* ?( T. _" d* V* v; r+ ]# N& a' a; p" `+ Q' v; |
    QQ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 3 k$ H- Q% F" H0 x4 ?( n! B" Y
    图全挂了+ H! }8 n0 n, l9 n3 t

    4 o  b* V$ D3 }  o8 ]0 s& s! IQQ空间的图看不到阿
    5 a: }7 R; \; s, A3 D
    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
    + ]. ]/ i# U6 F2 Q& y/ L我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?
    3 N: X* w, u1 |! Y) @
    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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