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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 1 j/ l. d! A; P5 P
    5 W) S2 ^, M9 O0 k) C
    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。
    $ u8 J0 I% Z5 y; n; S8 Y0 m. C
    ; U" {/ m9 Y7 g& t1 H一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:4 W$ y; v3 t. I" J3 O
    $ Z- t2 l: Z  u# G+ o, J5 X

    6 V- o: ?# O. w  Y( q) Q6 n; a; |7 e. Q; L$ Q2 m" h, F/ U
    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: N; m! L# V' B+ ^8 Q  m' G
    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。
    ) b/ H! H" n' ~- }: m. j, e: _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:
    % T, D* w" j  M& h1 ~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;' ?: K9 l& `4 r) b
    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 m" T2 L$ |" H+ i
    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;& n. @/ o9 `' ^- D: U' h1 c8 i$ J9 Z
    ④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。4 T0 X2 Q: a# p5 D3 }
    # T% S% D! P0 X3 {  t0 }
    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:* s8 m3 d) Q1 G8 c( ]* F

    / {4 f" o$ M" }: f/ Q# l6 E
    % \$ t  b5 |, a; ~% n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:
    % L7 W* r. U) i# a4 c# Y7 ?
    ) Q+ N& K5 [. x7 Y4 h% w* b2 V; V0 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  f$ ]" W$ C3 q; q9 C& n0 c4 h
    少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。
    ) w. l: W5 D: m. f( l* V  R7 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 R8 e& A9 H9 m4 E(a-Si/a-SiGe/uc-Si)。
    % u# ]3 Q# P( 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
    + L; `% x0 g2 }硅/非晶锗硅太阳电池。
    ; G# K% d( `* e0 ~9 o8 u9 m* x& g/ [1 U

    & ~2 O& i8 [! T- O+ V2 e三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备
    / s( T1 x! S% J) G6 _
  • 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
    % W* w! c  V  W, L4 ]  V# Y/ `4 Z1 I  x; l8 `9 R
    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 ) k. R7 {- q0 g1 ~- \- h
    图全挂了/ g  s6 _) r( h3 ^

      I/ i* q; x6 c6 n( Y" [6 a- LQQ空间的图看不到阿
    9 S) ]" J  X4 Q6 h
    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 : R) b0 g2 I+ S$ Y1 s- d5 f) P
    我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?
    # {1 n" L6 f: f& Z" I3 [  f# X) v
    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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