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标题: 非晶硅太阳能电池简介 [打印本页]
作者: 云汉    时间: 2012-3-18 12:42
标题: 非晶硅太阳能电池简介
本帖最后由 云汉 于 2012-3-18 21:51 编辑 ( u5 X) n* g3 v) D

$ y5 [: Z8 B& p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。+ d7 e. h. ]9 d* f+ o! C& e8 d# `

* E. D* E& s( r一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示：
. h9 @% N. Y8 H5 A; u7 I0 t, w( m6 t- r& c
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: G$ q6 c8 ~' z* y. }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。
2 ?: F$ p  O* M. E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。% d( Z% B6 ~/ O" e4 \5 n% n2 |& L( 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：
8 o" F2 P: Z- f! 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；
! B% Q7 M$ ~5 z& {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 M0 b: Q) j5 o# `" n$ G5 A# M
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；
& r) i5 d, d0 E$ K$ G4 c, O0 v④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。
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( E+ S; }, o; F! ^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：4 I8 w8 H) H7 J2 |

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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：9 p4 p  K* T( _2 K( ?) _; I

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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( B! m% W8 P, _  _
少光子能量在吸收过程中的损失，提高太阳光的利用率。
( e5 o  x1 L/ L5 F3 |$ }9 |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
# e1 h) r. C' W$ i(a-Si/a-SiGe/uc-Si)。
/ k6 p$ m! a' @; ?+ w6 G8 }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; t3 t2 L6 G* Q; C6 i$ h! B3 n% G
硅/非晶锗硅太阳电池。
  k" o, N2 x; a5 n8 f6 C
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三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备) [" H7 F/ r* u# x' r
作者: nj_power    时间: 2012-3-18 17:19
图全挂了& J% E4 @( @: y( w0 k
; D( m& Q0 [- p' O3 `
QQ空间的图看不到阿
作者: 云汉    时间: 2012-3-18 21:51
nj_power 发表于 2012-3-18 17:19
2 r/ `3 ~+ H& T6 H8 l2 f8 }3 K, {# S图全挂了* y/ u6 p  q3 r9 V* j! i
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QQ空间的图看不到阿

; `0 t' X0 Z! n我该到新浪微博的图床，你现在能看到吗？
作者: 板砖黄    时间: 2012-3-18 22:23
云汉 发表于 2012-3-18 21:51 1 d6 O% q1 ^  S; L/ t- @: P
我该到新浪微博的图床，你现在能看到吗？

% \8 p2 y; N& `/ Fyes 图片可见～
作者: zouhl123    时间: 2012-3-30 20:58
好专业 赞一个



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