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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
    . G3 _/ E* _% d1 I" F; U' \
    9 y* ^& F. j& H7 u6 q3 v* [" x/ 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。
    + r* r( [) n% v- \+ L6 D7 x& w( S  S3 w* `0 V. F. `
    一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:
    . a5 ~. X6 p" a  a: k! \7 |9 R
    . e( r5 a8 m3 G6 ]
    0 t( r5 R8 b5 C$ t+ S( n, {4 d" W% x% ]3 P! F+ ^, o2 d
    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。
      ?. Y1 r; L8 q& v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。
    & i( t) \# E8 l! U2 N9 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:4 X6 m6 C* ?+ g' i" N3 f* v* Q
    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;
    7 u* Y5 I# H, ^9 l2 k- c4 z4 k. D②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;  ]: Z/ X  ?& @& x0 C
    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;. h4 B+ P  Z) R. g$ m
    ④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。$ X/ a) O) L2 t, o3 m7 |# M5 E
    0 F; t) m% _, 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:  k" E/ z% x+ P" E, I4 E
    ! k. B1 y4 k/ k! X4 c7 s$ K
    9 U, }3 ^  H+ ^0 y$ {
    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:
    6 \% @' ~% G% F) h  v5 g; T$ v% z+ {% O0 v( O0 I- I

    . s& R6 ?- d1 [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
    ( A, K% [# g& \1 N& w7 I少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。  }1 Y) u5 j2 r5 U  ]; Y! q
    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* J) ^" @4 g1 d% v4 {- J
    (a-Si/a-SiGe/uc-Si)。( g( \; d* A8 V* A! |
    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
    0 i) Y, J+ s+ T% B$ O硅/非晶锗硅太阳电池。
    # ~% g% x9 B, P+ H* m8 |0 z) s
    . r  {2 H+ R/ {5 N
    2 h9 A4 R  n9 s三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备* Z6 l$ m, d; M
  • 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
    3 N7 `4 `9 I* U6 D  `  w/ X! w4 h  J
    7 _, \5 I5 s! k6 k- ~( C7 uQQ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 8 k4 ]/ Z# }" m2 o2 L! J1 e% c/ p- Z
    图全挂了. _& R; G% a1 t4 A3 d% T. [  E

    0 s& U- x# p* Q; z" `! JQQ空间的图看不到阿

      [% k. E' J9 B2 U7 X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
    ! K5 x3 I4 ~7 b我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?
    5 O# D% f* q0 b6 H% b
    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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