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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
      Z3 q4 ]8 [/ b
    6 a6 c" Q) T. H- k6 I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。* x0 C5 C# F+ b
    & X5 S9 _5 ]5 t# B  p
    一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示:5 x# p( [# @2 `7 c5 p( }+ }

    ( K0 L, h' o# F1 H3 b  a
    ' G/ U- e, \3 c- w" T/ J5 R. H0 q: Y# m+ j
    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。
      h% `6 c" f/ J3 c  I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。1 A; f+ v) k3 q3 n% X$ S; g
    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:
    " d- I3 M, M( w; \2 M①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;: }9 h6 v+ B: P- F
    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;; T% @" B* l* K8 N
    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;
    - N! Z5 G& A6 P" |3 |4 W/ Q④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。. F7 d2 q, ?- O, v8 L- }

    0 a7 Z' d/ S3 o+ X/ p! H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:
    ' M4 R3 X' P& F, d2 q$ q# E) t7 }( k
    6 s8 h7 x; Q+ ~6 ^- N
    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:
    0 M; J+ {" s5 n1 ~3 T; h; f) e% N" Z# p& \- Y5 B8 V
    - D- i$ m3 H' F5 j! I/ L+ ?
    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
    * {' S# z1 p7 Z+ Q3 x/ L) i1 P# o少光子能量在吸收过程中的损失,提高太阳光的利用率。
    0 F; c: o! U% h2 m. A$ H* M) r6 y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
    - N1 \% i5 l5 }8 T' l(a-Si/a-SiGe/uc-Si)。" b5 m5 k& }8 H1 |& N# x+ _
    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
    9 u4 W: n( q6 G硅/非晶锗硅太阳电池。( A; t* s! [3 c
    " _1 @2 i0 ]- W; W4 h
    . t6 b+ c3 ^$ @; i1 N: R
    三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备
    / A' x5 j  m( Y- }! v1 L7 x3 q. J
  • 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
    7 o0 c& N+ G+ @1 d' K/ F5 |" O" @2 d- h# Q$ E% K" w. u  K
    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
    % G+ ~  H- D; u) `2 y& a图全挂了: s( w9 F" [1 H3 J9 H4 Z

    $ _* p0 G& E. t+ UQQ空间的图看不到阿
    ! M$ L3 n* p. M3 q; S" p
    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
    ' y( w! b' q  u9 ]) J我该到新浪微博的图床,你现在能看到吗?
    4 C) }1 v3 t% l* I
    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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