TA的每日心情 | 开心 2017-4-3 16:51 |
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本帖最后由 云汉 于 2012-3-18 21:51 编辑
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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。
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一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:
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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
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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
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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:
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. 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。
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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
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