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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
    6 S2 F* O/ M6 y+ Z0 c' H$ X) ~/ Q7 N
    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。% L- ?: G5 b9 E5 l) w2 Y6 v5 Y; a

    $ o& _! P9 f$ \$ L, s' A& n一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:: k7 s5 Q. L. f4 B

    ) X8 h. Y; W+ w% p, w! s7 ]/ d3 Z* T' Z# t9 ]" a" t7 Y
    # f3 u. h% I8 }, a( j5 ~( 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。- L# Y0 M! D. R9 R$ `6 Q
    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。5 q! a- V" H% Q, Z, B
    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:
    ; e; q+ `# m6 @& R/ u3 I①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;
    1 g6 B9 i3 P' p3 @; o% L( s②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;& K5 N  {0 s; O4 e$ }
    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;
    & m8 u" @+ R2 D, X④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。' z; R8 s, g" e! w
    1 x+ N. W1 m9 v' U
    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:
    ; O' q4 |9 @/ m! x# T: t) @* V: g/ e, N8 ]

    4 ]6 M) k5 D4 [" c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:- s4 l$ ?5 i8 ^3 O& m% z+ _
    , v- a. \: E# H" L& p* M
    : N) w; j8 g  s9 Z
    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
    / S- B- n0 X9 U0 ~) X2 ~' @# y+ j少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。3 [* y8 J2 i0 a7 G( Z" r
    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0 F. x3 V5 k: s/ L
    (a-Si/a-SiGe/uc-Si)。
    $ G3 w9 ?  O3 f9 m& 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" i0 X. a2 o4 X  x2 K3 V5 H
    硅/非晶锗硅太阳电池。
    ; Q: C& e! i  P( D: ]8 _
    3 j! G5 j$ ?6 |  S' l  P' X
    : A' M% N: s; r1 b3 U2 c三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备4 R( j1 l! t9 F$ U
  • 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" R9 `/ I7 B. Y* b
    1 r  ?+ N- f' n4 X+ }& d2 Q0 [
    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 8 s; A8 Y0 S; U' U! D, F, g
    图全挂了7 i# k$ P9 B8 J4 d

    ; s7 h8 P$ h) N8 g3 K/ ZQQ空间的图看不到阿
    . X+ m& q& D; B6 \$ j6 v; F" ]& \1 B
    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
    7 J' S! y. _5 k2 T! ?我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?

    6 d; l7 d" n) l+ U1 m5 vyes 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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