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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
    3 n! a. h# w& g  u2 {7 |
    . @* h! S7 b% ~& h) j/ S- 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。; R# b: X/ `, A" e3 c3 T2 N" [
    " v  D* \* K* {; u- B( Q9 {5 ?% a4 n; D
    一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:
    % ^" [3 Y  G8 ?5 t* E/ O- g
    # ?+ q$ b  P4 |' C% z: T  b% i" i: C+ Z' D1 v2 s6 ?
    , }/ ^& q6 f2 D! ]' s5 J  q
    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。
    * y4 h# P4 S1 W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。
    ; L2 \, q) I1 m$ v  S; p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:! w  t  h1 c' a7 A5 U' M
    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;. k" v* }  H- Z$ m' S" s! u
    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;
    # v, Y2 B2 ?( j; g1 d3 [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;
    . H# e6 b$ z3 \% t7 R; `, `# N' w④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。! p9 u# w/ i% W# c% r4 {; c; E

    ' P: p1 U8 J. }$ n% h/ e; 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:
    1 K/ i* J: s, A( j8 v& V6 R6 a% V1 ~) O% |

    ; m2 d* R' r- {$ 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:
    7 g1 A# m* a1 C8 y) ^2 X% k5 U# P6 s+ M  P) q. U. [' B

      L; J9 |& Q1 ]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+ a7 t* t- U4 U* a5 Z4 @1 }
    少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。
    ; `# {1 A- a3 G4 x% ^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
    9 f7 e' A) C& G2 I9 Y  L(a-Si/a-SiGe/uc-Si)。. L4 |4 I/ m0 I8 Q
    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3 |1 l; z* ~0 j2 r! G
    硅/非晶锗硅太阳电池。1 [1 P+ i" G8 B
    : J* K( v( H8 {5 L% V$ q
    + d3 q5 }+ n- O
    三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备
    6 w" j6 |6 l1 Z3 z( l" w
  • 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  I+ O  B5 n- v. _2 ^% U

    * {) Z. C; P* D! |QQ空间的图看不到阿
  • TA的每日心情
    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 ) `5 |- n3 C1 l4 B' B7 _+ F9 n1 P
    图全挂了4 q8 @. q! q$ j) i

    0 ?: W+ H$ |+ f9 t9 GQQ空间的图看不到阿

    6 ^  ]. U" J6 L# 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
    ; }7 e4 g; z3 N, d& Y我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?
    5 }! _6 A0 W3 d6 N/ k/ {: _
    yes 图片可见~
  • TA的每日心情
    怒
    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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