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[科普知识] 非晶硅太阳能电池简介

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    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
    # I7 c- W( Z# \5 `- D  D$ h# o! R! W+ }
    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。
    3 Z9 N6 W5 n* y3 F1 x3 n. U
    0 ^$ _# b6 u- m) ]) t; e一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:" R. V* A% q) r8 j" x
    & @) E) N/ G/ L: O- w- A" U& v

    , T9 x+ }6 R3 C) [7 B
    8 x; T- O7 G6 y/ T* a2 ^! U' W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。
    5 }8 P( k+ K+ `- h" J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 o9 ?% v. a3 N4 R
    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:
    % I; b' M8 m# a①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;$ e7 b" l' K  C. Y
    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;' k" P" f  s, @7 f1 z
    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;9 a  I# W4 _& a0 H
    ④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。
    , E: p) U. b+ i6 D8 U3 P6 t! l/ q. w. d6 J3 R2 _8 Y" ]: X: H
    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 S( ?( U9 R$ c3 b/ E

    & p- p' `# z8 O' s  A$ A- Z  ]  A
    1 P7 d; E: Z5 u+ i/ J' @0 a* l. Z: 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:; Z# }  ^0 |( N9 u- ]& v
    ) W5 [1 _- S0 B
    7 M: B+ g$ ]4 u4 W1 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6 Y6 }6 N3 n& ]: ?3 V
    少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。7 Y( v  h0 B. C8 O7 V" L- i
    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
    1 t- X: ^, \1 D& h(a-Si/a-SiGe/uc-Si)。  _* F) W8 A8 \; n' U
    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
    , D/ W  r4 B0 f' i/ i硅/非晶锗硅太阳电池。9 i& L& x' L; @: F. u" P

    # f4 ~& Y- q1 v. y) a8 e4 M: z' ?; f% B5 ~/ R! e  L# g( v
    三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备, d" ~& E. f0 V3 q+ _
  • 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
    ' C, V" |, c) m8 Z9 f' S5 K# k% [: Q, Z: h- {* H9 k) N; ]+ a
    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 ( E+ r' c* a* E" P( r- z
    图全挂了
    4 I1 n  j4 O# q* S& ^
    0 u% i, r5 M) W" eQQ空间的图看不到阿

    / Q+ r$ g& r/ u# S5 Q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 {6 W# q0 l5 t* E3 w9 u# K) Q我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?
    ' Z: b! X0 y" R) D! j; n* K; X: T
    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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