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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 ; y: [" L5 d; s/ E4 r7 J
    . C$ m0 q' g- v4 d
    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。: }9 t3 y- i8 p, ^" {& g% k3 b" K9 p
    ! y5 a8 L5 W2 n  L6 I, S
    一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:
    & D- H" g: ?+ Q. {1 |/ o4 D/ _5 m8 u9 q, k1 B0 o0 t

    , p) P9 c" s3 h- |5 L5 S5 j7 @4 J9 F
    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。
    ' B/ |/ W" s# ]0 L# t4 S& Y5 D8 f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。
    ! Y) s7 V! _" s/ ?0 d" 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:
    + m: k$ L/ _. b①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;
    , S9 T4 B8 P  y9 f5 J# n, M& V②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;
    ' Z0 h3 e. q8 v$ s1 Y③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;( {: P  C; L- f0 p" j+ E
    ④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。
    - f8 D6 d# |, T. K4 b3 d4 b# R" e% ~' R) w1 y6 H- N) ]# n- m
    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:
      i# m1 j, k* ]2 Y- P0 Z  ~( P$ T5 \! w

    2 r. ?8 S# Z! M" _& [9 L- F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:% d9 Z- S2 S7 w; O
    6 R' Q! U8 u* B( z

    / ~' v7 O) Z1 n+ W+ W5 ?3 N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2 d: ?4 d2 C" G4 J
    少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。
    + S$ [6 P: u; {/ [. ^6 V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
    " a8 Y( Q. L8 S+ T8 l( d(a-Si/a-SiGe/uc-Si)。; O3 w( O+ r, P+ H$ K- P0 d
    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 d" ]* ?; A  m( R硅/非晶锗硅太阳电池。
    1 G0 N2 u5 p; G, p
    & G! H% L# C6 e# K! e
    . l0 A8 q. w- v三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备
    * J& o% o- n1 [$ `/ p; @( ?
  • 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
      B2 `* x7 I; x  i# `2 T3 B; N/ f1 m- [4 G: T9 Q
    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 + P' V, {0 G9 D8 Z* f
    图全挂了5 ~6 {) N% S, T$ j
    0 ^5 v) n4 y2 g5 E
    QQ空间的图看不到阿

    8 J) M+ m6 D. N9 A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 # J5 @% c" L* r6 a
    我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?

    0 O6 C. {7 F5 {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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