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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
    " ^8 q6 k# w, z% P' d( b. s! B) `3 p8 `: j& B
    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。( r+ e5 v% c" I: V2 M! }7 d9 E
    0 j  p* B3 [2 ]7 w/ H
    一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:
    1 Y5 O) `7 m$ n* o$ Y4 V, F* \9 v4 w* Y
    - E$ t# T; C* q1 d6 P" ?

    0 N7 A8 K, r# _+ Q- H+ o+ \( o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。& n( k# R! o8 ?8 A3 c, E5 X( k
    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。
    3 g& k! x5 R5 |3 t' q; E+ S# 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:
    3 f& l) u$ c/ _+ J# X& g; @. N% ?. s①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;6 ]; E$ g% \# v3 p5 ]
    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;
    ( L) W$ }' y) H% s  `& D/ c: I! o③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;6 \3 R2 K0 I$ _
    ④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。
    4 I  `2 d& W+ F7 G+ }# d/ S
    6 r6 ], q  o9 \8 Q, F, Y0 `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:
    - g: G+ R+ [7 `& r, f
    ) L" K% T1 W1 Z* f: ]
    ) [1 |8 [) E4 F( m: Q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:: t& ^* @( Q+ I; [- d5 K8 f4 f  i

    : x6 S  L9 S, k6 x$ \# r6 J% h8 m& Q9 x, _. B
    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
    + Z- x8 g2 ?4 a少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。
    . W/ R. j4 x8 S6 g6 E6 A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3 {: C1 h& F% q" x/ X
    (a-Si/a-SiGe/uc-Si)。
    ; b1 e4 f: `4 H. ?" E% O# J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' i3 C( e- w6 \( I! a) f
    硅/非晶锗硅太阳电池。
    5 ^" B+ y; f, ~: w7 o! W
    : _  N) S# O; X3 g
    . ^. }2 `" X& J3 Z/ ]; G三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备
    ) c. Q# p' S  T) M
  • 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- F6 ]0 l2 I7 N8 F" ~
    5 c: v( Y. z0 L1 S, v- B8 H' G
    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 M4 [- x' Y" I3 q4 ^+ y图全挂了. l; I7 o; V3 x4 ?$ l+ S
    ) H% a8 N& \3 P3 u  c' X/ s) T1 v
    QQ空间的图看不到阿

    - a+ q1 C; E" V' |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 . M, V4 p: L2 ~0 b+ C8 ^+ h! a+ e
    我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?
    ' h) W5 \) o% B  F0 z, U
    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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