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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
    / W" j2 R6 P2 U3 P6 V4 _- {1 a
    8 W2 D8 ?, x( r8 g  E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。. O3 }0 p7 \- h
    + s$ F8 k0 s0 r4 e- V6 b# V4 N
    一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:- v% L) I+ y9 u' @
    $ |8 `& G0 r# b# W6 r
    3 H+ m, L' r8 U
    ; Q6 M9 w9 f, D
    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。
    - q8 u- N! B- o! A; ?' q) 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。( J& M9 J, A$ R$ H
    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:  C5 l. y9 N( R3 r; H# C
    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;
    9 Y" w9 Q& X. z2 V5 a②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;4 l- M, R- ^2 n) }3 d
    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;
    2 ]  b8 d0 F0 _7 t- {$ F④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。
    : y! [! t- A; g; C, ?- L6 I; i/ ?9 r. q8 w
    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:
    5 O6 ~4 {1 f' T% i' H! C
    - |) I9 a8 o0 m2 R4 S  J, Q9 d/ O0 W
    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:+ w4 u" E  D! v

    . E! L+ V, Y  V+ e$ [0 D  Z* c0 x- o) ?9 g, _' k3 R5 g; `
    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2 L- R& |0 C' A
    少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。5 T5 w# [# B9 G7 L; @# F- \' X0 [
    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 i8 H2 u, Y7 Y) G
    (a-Si/a-SiGe/uc-Si)。( ]. `5 o/ ?$ m5 a4 m
    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
    , y5 d* G+ b- `0 h6 V硅/非晶锗硅太阳电池。5 }; `; s: R- \) C5 k

    9 ?$ \5 V6 g, y) t3 a. }8 P. O5 ~% z$ A
    三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备
    7 y2 u6 @2 _+ }
  • 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) W, Y; P" ^. S2 `  m. k% @: p+ d

    9 R4 R) y# X- i+ bQQ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 ' r& v1 |/ F" Q3 G0 i4 K( i
    图全挂了0 n; x4 D  W  w1 T

    , H) G2 H& u; [, o+ bQQ空间的图看不到阿

    ) L; X! {$ }* W* D+ t4 o3 a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 4 z) `7 L) T  P8 @: h6 \" O
    我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?

    . i, s- @5 J8 Fyes 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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