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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 / e& X3 R1 U) {. f
    % a) [$ G4 K: d* e: o  A7 o
    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。
    6 j9 z# ?7 `: p7 Q0 `- x
    ( l, i; F% h# t" m: _一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:( N- z! I" `( ^( ?1 C- t6 w3 ~8 L

    # v& U( d1 d4 J1 K3 c/ r6 V7 v
    6 ^7 c( ?( V/ F% p$ E9 G  q: r6 k, T4 z7 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。7 J% D5 r$ s2 [/ Y2 D9 @# v. m* I
    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。" G# e2 w. p8 R: Y% V8 l6 k! N7 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:
    : E, o. Z# I" x1 J% a" z4 J# N①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;/ e1 c' U5 a+ x7 l2 }: \8 [
    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 {0 D/ C) ~1 V9 X: p$ L
    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;
      L" S6 X: ~! l2 U9 i④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。- A1 A8 I# i) P/ D

    8 G! w0 Z/ Y6 u0 T" B0 h- K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  s# L6 @- y* {2 X0 `& p
    2 R, w5 c! z0 v, d1 z8 x

    # |. }1 Z& R8 ]" C0 }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:
    2 p/ X: M. Q$ s) O( |3 f% w2 |
    2 j4 f+ H4 C! _  [; Z6 ^; v0 z0 u! t  V2 @6 q" t6 I, E
    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
    0 G% \9 \3 V" E2 T% y少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。
    # T( C% R8 K- l8 x) k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 @* a- m+ l. Q& Q: Z( \
    (a-Si/a-SiGe/uc-Si)。+ p; u8 ?% L' s6 a3 ?
    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# U) S  F% n, F
    硅/非晶锗硅太阳电池。. r0 ?5 U6 s0 Z% }# K/ b2 [  F/ D

    ' L* B$ n2 I6 v6 \# b$ K5 t5 r& s. B* M$ e  u. g( `- b
    三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备
    7 e1 _$ b' x3 n2 ^5 [& P6 _
  • 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
    % n/ l5 M: G8 [( J5 f. j& u! p
    ) q$ V# V2 H" m2 DQQ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 $ l5 h. ^3 P* Y* ?  V) Q2 h
    图全挂了! }8 p! S) b! W, Z$ @3 G
    + y) m% b( z/ u( ^
    QQ空间的图看不到阿
    0 c( H( t7 ]* Y/ O. I3 J
    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
    6 X1 e9 M# ^+ \( Q/ b6 ^我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?
    ) I  I  L0 Y( R9 ~1 d7 C0 S
    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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