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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# _. F* k4 h/ p- R
    / \1 l/ i  G; m- w$ `4 w, ?6 _. D
    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 }4 I  r. w- ~  d1 h+ M

    " A( W7 c$ Q! `" `! C0 C/ |8 X一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:; a, }5 e$ e) [2 [8 i3 t+ ]& F$ N
    # p5 x2 y4 W# J; e* q7 k

    ' b1 S; O# G4 c* o: y) G2 U' i
    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。
    ) Y& w6 Z- W1 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。
    6 M5 @  _( O! v# g- S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 a+ J6 x$ G2 F( ^2 z2 Q$ D①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;
    ! I% E0 Z! s# E9 ?  _! j②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;8 [/ M5 K8 b8 M$ g. C0 H
    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;
    ; R5 m, _# o3 ?% V+ J& M- {④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。
    8 s  S- E4 Q. v, E8 u: Z  M  C6 p
    5 j' i2 z1 m* A( S4 P5 l% B) 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:+ \4 ?$ ^3 e* r* \

    * y! Q0 `; ]' z- R, p* m; L6 T5 f$ i* o# N9 F5 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:
    , o: r1 h% V; e: \: z0 z9 |+ ^8 s" Z$ v" {7 w! D) ^8 G0 Q

    - D; n, M7 X' J# J8 B& M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7 O% y& ]' a5 x/ J0 R
    少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。/ S2 G) o0 j. e$ b
    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5 O/ |! i  H& t
    (a-Si/a-SiGe/uc-Si)。2 G! D' F) p5 v$ }8 Y; [
    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" M/ {2 v; C4 ^1 t% g/ Z$ E0 d
    硅/非晶锗硅太阳电池。9 M/ X: p, Z! ?7 ~2 j

    ' s8 N5 y# h9 V4 g9 o$ U  s& S
    三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备% ^3 y; @* J' L8 \. y
  • 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4 c3 Z% j0 a4 x* l& C4 A( a
    5 g6 s) N. a% m# f4 V. l
    QQ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 3 z: o) E( w0 c5 A2 X  e. G
    图全挂了- U# \% ~- n! |- @8 d
    9 l( e" G! z. l" s
    QQ空间的图看不到阿
    ( s& {$ V- Q3 Z- @; u" @  c
    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
    5 H( p: r7 y. I& ~+ H6 B7 H& c我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?

    - t5 \2 g/ P1 [; Q8 [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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