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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 ( [) g+ o* s6 E1 I, g

    " `6 g7 f: y$ c1 m  I0 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。& r5 T6 a! x7 A) M9 c7 W
    9 d$ ^9 l& h7 u* z) y( d
    一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:" X0 U5 V% u3 W- p6 B/ J
    9 O) k& W! q" V$ R, s
    0 O& w8 L& h9 L) S! O
    4 J7 U. U2 Z* A
    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。* P% s- P% ^$ X3 L$ h% M
    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。
      f5 Q2 _* Y5 u* E0 V3 \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:
    ! L9 W# \% U1 W8 |  ^, Z①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;$ ]0 X+ K  a2 W& j" x% X8 @; P
    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;1 h: E' ]) I: \: E$ H. z5 Z: P, 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;8 N& O! o( ~4 _4 d- l$ w) n6 d
    ④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。
    ( c) G6 B; H& U4 C& J6 Y  O& ^3 n
    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:
    / \# }$ r1 F1 y" l  \3 R7 g6 r" R/ u, M! W, O5 p
    5 K9 {2 N7 @6 A. ]3 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:
    , w4 P! D# p0 z3 ^3 h) x! N! o! v* U' b) ^" F$ }7 _

      {6 u9 n" ~0 H! D: N" A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* G9 W: L0 c. x$ h& A
    少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。+ S6 }$ J; e. G$ Y  l+ h
    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$ {. J, V# F$ M% {% H, j
    (a-Si/a-SiGe/uc-Si)。+ g9 B& H* j9 Z" v; h/ W) C
    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7 H6 A6 E- Z% {, O+ D
    硅/非晶锗硅太阳电池。
    " }/ l  L2 h1 q0 t7 V# s$ ]
    : R6 h$ U: W1 f$ ?
    9 v9 Z. k5 B, C8 t三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备
    % V7 ~/ {' r: ~- T# ?9 U
  • TA的每日心情
    奋斗
    2018-11-21 00:12
  • 签到天数: 283 天

    [LV.8]合体

    沙发
    发表于 2012-3-18 17:19:10 | 只看该作者
    图全挂了* S$ N5 S3 z, ]3 E) j2 z" J

    $ o  Q8 N4 s* J# w+ P8 G4 `+ oQQ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
    ; K- p$ \2 Y5 Y' A2 j图全挂了) @: J5 ~  u, S: }) r& P

    & z0 G6 ?$ |; QQQ空间的图看不到阿

    $ f  |" c# I. F: h6 @& H; b3 `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
      ?' y+ V6 p3 w( h1 @/ \我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?
    ! h  ~. L  Q5 u/ _+ ]0 N
    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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