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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
    2 w! G* v$ F! Y7 c% ?
    0 g' B0 `  o; z& H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。
    ( P; c) u3 X0 Q! u; E. ]* F: J+ N- C6 d+ b# D0 j( [
    一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:- B) m+ u9 T; {( W- Y1 h
    6 S" \) B2 D. j& n& s, ^

    9 r* R6 f; [6 q' R+ d
    + w6 D( L  t1 h4 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。
    : O1 f3 I  o2 w8 e6 `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。
    ) u2 K1 c! P9 G- O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:
    + r1 w9 P1 l" }2 C8 R( t①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;
    * t$ }- \2 z( @' W②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;
    0 J$ _% K# Q. _" Q3 C6 T% F③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;/ L0 f" ^" t/ J
    ④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。
    : Y3 [% R0 F/ [8 n) o  i+ P  |5 s3 n7 E& V5 `7 V
    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:
    9 h. ^, Y$ U1 e0 y# ~% M' E8 M( z0 D

    0 J8 z, O8 }+ }- R+ Y: Q1 a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:
    + R( \' O! Z$ a& |) k9 P% C7 F7 ]$ ]5 o- s3 x1 J3 _

    9 h( G/ |+ g+ \/ s$ s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
    3 u0 r0 L! i$ K' ~) A8 l- f少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。
    + R6 f) K, n5 Y+ k' W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
    & W; q. l6 ]& ]1 G1 P3 @(a-Si/a-SiGe/uc-Si)。2 H0 L* W2 U2 B/ t0 H# R' W# V1 |
    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
    / Q  f' Z7 Z: [  g0 W. H; o硅/非晶锗硅太阳电池。
    1 ?0 U" H' {* B/ C. M/ {' D: Q5 G3 z5 @( \& K2 p: }$ {
    6 A( \; K( F/ t. S% J8 Q5 A
    三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备/ ]3 ?3 V2 B; S5 l7 ]1 y
  • TA的每日心情
    奋斗
    2018-11-21 00:12
  • 签到天数: 283 天

    [LV.8]合体

    沙发
    发表于 2012-3-18 17:19:10 | 只看该作者
    图全挂了
      B5 o; H/ e( k# G  d6 A  Q2 [
    " b! c& D" X: N* A) H6 N7 Z; H3 |QQ空间的图看不到阿
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    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
    : J! @; I  z) t1 k1 c图全挂了
    ' [0 i9 _: D" i) B* M7 p- `6 b$ m/ r* L2 S0 a! h% w0 ]: k
    QQ空间的图看不到阿

    4 E3 G* U% O3 y, L- y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/ R% J! M& b" m. I
    我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?

    7 n$ l8 u$ M) }; k  M+ d3 syes 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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