太陽(yáng)能電池(簡(jiǎn)介)

太陽(yáng)能利用的重要途徑之一是研制太陽(yáng)能電池！

硅太陽(yáng)能電池簡(jiǎn)介PD：李全相硅太陽(yáng)能電池的分類塊狀硅太陽(yáng)能電池單晶體硅太陽(yáng)能電池；多晶體硅太陽(yáng)能電池。薄膜硅太陽(yáng)能電池非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池；多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池。我們公司目前生產(chǎn)的是非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池太陽(yáng)能電池的發(fā)電原理太陽(yáng)能電池如何工作的原理示意圖自1954年貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)表了具備6﹪光電效率的電池后，隨著集成電路的發(fā)展，此類型一直是市場(chǎng)的主角，其市占率從未低于80﹪，如果只考慮供電超過(guò)超過(guò)1kW的市場(chǎng)，更幾乎是100﹪。究其原因大概可分為三方面：一、模塊的效率；二、產(chǎn)能規(guī)模與利用率。硅晶圓單一電池系統(tǒng)目前實(shí)驗(yàn)室光電效率已達(dá)25﹪，與理論值29﹪非常接近。商業(yè)化產(chǎn)品的光電效率自1970s以來(lái)也有長(zhǎng)足進(jìn)步，近年以達(dá)約12﹪。這項(xiàng)技術(shù)成果，相對(duì)而言，是多數(shù)薄膜技術(shù)所不及之處。生產(chǎn)成本往往深受生產(chǎn)規(guī)模影響，太陽(yáng)電池也不例外。比較硅晶圓式與薄膜式，一般而言，目前產(chǎn)能規(guī)模前者約是后者10倍，因此固定成本可大幅分?jǐn)?。其次是產(chǎn)能利用率而言，目前硅晶圓式生產(chǎn)廠商，由于這幾年市場(chǎng)年年大幅成長(zhǎng)，平均產(chǎn)能利用率約達(dá)80﹪，而薄膜式廠商僅約40﹪。這使得硅晶圓式更具生產(chǎn)成本競(jìng)爭(zhēng)力，成為市場(chǎng)上的一支獨(dú)秀。晶體硅太陽(yáng)能電池非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池是發(fā)展最完整的硅薄膜太陽(yáng)能電池。其結(jié)構(gòu)通常為p-i-n（或n-i-p）型式，p層跟n層主要作用是用來(lái)建立內(nèi)建電場(chǎng)，I層由非晶系硅構(gòu)成。由于非晶系硅具有高的光吸收能力，因此I層厚度通常只有0.2~0.5μm。其吸光頻率范圍約1.1~1.7eV，不同于晶圓硅的1.1eV，非晶態(tài)物質(zhì)不同于結(jié)晶態(tài)物質(zhì)，結(jié)構(gòu)均一度低，材料空穴密度大，因此電子在材料內(nèi)部遷移時(shí)，遷移距離過(guò)越長(zhǎng)，電子被空穴俘獲的幾率就越大，形成電子非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池空穴對(duì)的復(fù)合，這種復(fù)合對(duì)電池發(fā)電不利，為必免此現(xiàn)象發(fā)生，電池I層不宜過(guò)厚，但也不能太薄，太薄將導(dǎo)致電池吸收入射光不充分，導(dǎo)致電池裝換效率降低。為克服此困境，此類型光電池長(zhǎng)采多層結(jié)構(gòu)堆棧方式設(shè)計(jì)，以兼顧吸光與光電效率。非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池最大的缺點(diǎn)在于光照使用后短時(shí)間內(nèi)性能的大幅衰退，也就是所謂的SW效應(yīng)，其衰減幅度約15~35﹪。發(fā)生原因是因?yàn)椴牧现胁糠菸达柡凸柙樱诠庹丈浜?，發(fā)生了結(jié)構(gòu)變化。疊層太陽(yáng)能電池電池效率的光致衰減主要是由i層的SW效應(yīng)引起的，因此，為了阻止SW效應(yīng)，一方面要減少非晶硅材料中的SiH2鍵和O，N等雜質(zhì)污染以及采用大量氫稀釋方法制備i層.另一方面是采用多帶隙疊層結(jié)構(gòu)，如a-Si/a-SiGe、a-Si/u-Si等.由于疊層電池中各子電池的i層較薄，縮短了光生載流子遷移的距離，從而減少了光生載流子的復(fù)合，抑制了電池特性的光致衰退.疊層結(jié)構(gòu)的采用提高了電池的穩(wěn)定效率．

非晶硅太陽(yáng)能電池的光譜特性隨著其材料的組成和結(jié)構(gòu)、膜厚等因素的變化而有很大的不同。前面所示的是典型的非晶硅太陽(yáng)能電池的光譜特性。非晶硅薄膜的帶隙是1.7eV，比單晶硅的帶隙1.1eV大，所以其光譜靈敏度比單晶硅更偏向短波一側(cè)，這是它的一個(gè)優(yōu)點(diǎn),非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的最佳光譜響應(yīng)波長(zhǎng)范圍是500-600nm

,所以，非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池最適宜在可見(jiàn)