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[科普知识] 非晶硅太阳能电池简介

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    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
      i$ l$ N& Y" z  y5 V6 @
    ; P; |+ Z3 d& Q4 z7 p2 f. G7 _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。( `  _$ K& ?; P, [

    * v* T2 K; E% t一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:
    0 J9 l, m$ i+ _8 Y9 l2 [9 ]
    7 x9 b% G( K' D# X2 N  z( K
    ' L) b" s* u2 Z' S; L7 [9 a+ K2 W; v9 K4 Z
    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。
    . K, t' `% g4 _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 n* ]) l& ^# G$ N0 p  [  u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:
    " m' b  ~1 t* {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;" v0 v# U0 u* q& h# n% i  f
    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;
    3 \, v0 a2 G: G1 R) S, S! V③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;
      o; M" M" X4 C4 @3 p! r" p0 E$ `④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。" F8 U0 p' U. a! M7 H& d

    1 e- k" S. H+ E1 V8 q9 _9 f* a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:$ o2 _! F& n5 G# D0 ]# `9 H

    + r3 G2 i8 I7 I, Z" z
    8 P+ F- S4 p# y+ F% J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:
    8 z9 |- W7 y; m% u/ s% T
    - }, [4 K9 R; M; Z$ Z9 y; `! h) G# j5 O6 w1 X2 Q" @# k+ B. d+ z. ^
    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
    - n  Y. K. ~/ e& T少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。& H3 T2 o; n; h0 c* J+ V" c) 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2 h" J* ~/ Y: E. Y$ I' M
    (a-Si/a-SiGe/uc-Si)。  Y( Q. [% y* A9 F. k
    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
    & t6 g8 Z+ W9 K5 h( b. m, d硅/非晶锗硅太阳电池。" y0 V" o7 [" m( k* o( q

    ! o5 G! K6 \% B4 y* g6 w9 l. N
    ) x" M* S& I" z1 f  Z8 u. f三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备; c$ T' `# Y; L; Z( H
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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
    ' a5 M' ~4 V. Z6 f- W' G- n: f% U: K, L+ W
    QQ空间的图看不到阿
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     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 7 t. R4 l# v7 j! c# m$ k1 G
    图全挂了
    & C9 q& l7 c: o% t  d8 }* S  g/ ^; @! ~, L
    QQ空间的图看不到阿
    5 q0 t: {1 b1 {$ 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 ' {" J6 n5 B, s+ m/ y
    我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?

    ; f$ `# `/ J3 V$ v- ayes 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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