非晶硅太阳能电池简介

云汉

& b% T& C: g4 E0 w5 Q+ U# R# 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。

一个简单的非晶硅太阳能电池剖面示意图如后所示：



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。
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。
: Q- M, M+ m, _. Q" w; c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：
5 q  ?- g, y. `0 e/ n/ s1 e①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；
2 u1 u: A. ~0 }2 f/ ~0 W. C* G( H②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；
; D* w6 y0 a" b: s+ k; M③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；
④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。
; |2 v! W5 g0 g) J3 O6 M0 J
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：


: d' u$ V: |) R% Z8 {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：


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
" c+ M5 ^/ F8 m1 L" C4 c少光子能量在吸收过程中的损失，提高太阳光的利用率。
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
(a-Si/a-SiGe/uc-Si)。
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
( c% Y' k# `/ O- X% V8 V4 q# [硅/非晶锗硅太阳电池。
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7 Z6 b5 e) `7 f3 m- r! B) k2 {三节硅薄膜太阳电池需要在制程和设备
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nj_power

图全挂了
& y/ Y9 H- ~1 Q% H' r+ S
+ a0 g, Z/ ?: F' E! h7 ?4 r. gQQ空间的图看不到阿

云汉

nj_power 发表于 2012-3-18 17:19
! I5 x+ K6 R6 E3 K) J$ x2 w3 n图全挂了
5 O2 i6 A' c7 t5 s
QQ空间的图看不到阿

$ Z; |/ l* q8 G6 q我该到新浪微博的图床，你现在能看到吗？

板砖黄

云汉 发表于 2012-3-18 21:51
我该到新浪微博的图床，你现在能看到吗？

6 D- ?4 q: q* h$ v& U5 r  ayes 图片可见～

zouhl123

好专业 赞一个