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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
    9 X  l/ U2 s% D- ~# W0 e- o/ W' m- |- x% T! l0 b
    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。
    1 k7 ?/ O+ F% J; {
    2 D* z8 v) Y& v* h( Y9 {一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:! ?5 A1 N4 Y1 O0 X/ X

      p' i  F/ k' A( d# H
    $ X8 }  s9 ~' R' g3 f, M( U0 j: n: o) |! Y7 q
    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。
    ) b0 Z; a$ p$ u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。
    - }5 V! D8 e. z5 h6 A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:# q1 j% a+ O' `) f& u+ R5 R; b2 i# a
    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;
    1 P9 y$ x1 p$ Q9 Q5 ~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;& j) }8 n3 l5 b) m. Y
    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;
    5 F/ w' L- v7 ?- N# ?% y# k% e( p4 }④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。) D( A- i2 ~8 G" h/ U2 @

    ( v  E" y# [2 F9 A, N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:
    ' c( X5 I# c: w/ B9 s/ H
    7 W' L3 i' y6 \. B* R0 ~
    5 D2 }* R% u6 U: X# Q. h  L- K7 l* p0 r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:
    8 j. @, [6 j9 _) v
    , c/ S. o0 v& ^9 `# r7 I! u6 p9 P+ d2 E* }8 ?0 H" M$ a" b
    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 z7 P+ @2 S! F, E: i: b3 }; b
    少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。
      ~' F& _  g1 S8 [) C% \6 X# g& N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- H) x. C* }8 W; n( t5 P1 Z
    (a-Si/a-SiGe/uc-Si)。7 j0 J" e) o0 Y. k
    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2 c8 G2 w$ D3 x! ~; {" g
    硅/非晶锗硅太阳电池。
    ; L% o& T. G( H: S; Q. b0 G  L$ _
    3 k" \: Y7 f& O: V! h$ Z9 P8 X* c. h* a7 g
    三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备4 a& S5 n, B; t: B6 D; N
  • 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, J: u; ^6 H. a3 Y
    * m8 g8 ^2 g/ @/ j# U! {) n" @* W
    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
    # ~; J) n% ^, K图全挂了+ J" {, \, s$ t8 a8 v

    2 S8 m0 P' z: A! Q3 M4 g* wQQ空间的图看不到阿

    4 c5 g0 f8 j  F  z. @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 3 n& [- _3 R1 t4 ]0 w3 r
    我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?

    0 J& O5 Z: P) E& [2 }yes 图片可见~
  • TA的每日心情

    2019-2-23 14:22
  • 签到天数: 476 天

    [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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