太阳能电池(简介)

1、太阳能利用的重要途径之一是研制太阳能电池！太阳能利用的重要途径之一是研制太阳能电池！ 硅硅 太太 阳阳 能能 电电 池池 简简 介介 PD：李全相：李全相硅太阳能电池的分类块状硅太阳能电池单晶体硅太阳能电池；多晶体硅太阳能电池。薄膜硅太阳能电池非晶硅薄膜太阳能电池；多晶硅薄膜太阳能电池。我们公司目前生产的是非晶硅薄膜太阳能电池太阳能电池如何工作的原理示意图太阳能电池如何工作的原理示意图自1954年贝尔实验室发表了具备6光电效率的电池后，随着集成电路的发展，此类型一直是市场的主角，其市占率从未低于80，如果只考虑供电超过超过1kW的市场，更几乎是100。究其原因大概可分为三方面：一、模块的效率；

2、二、产能规模与利用率。硅晶圆单一电池系统目前实验室光电效率已达25，与理论值29非常接近。商业化产品的光电效率自1970s以来也有长足进步，近年以达约12。这项技术成果，相对而言，是多数薄膜技术所不及之处。生产成本往往深受生产规模影响，太阳电池也不例外。比较硅晶圆式与薄膜式，一般而言，目前产能规模前者约是后者10倍，因此固定成本可大幅分摊。其次是产能利用率而言，目前硅晶圆式生产厂商，由于这几年市场年年大幅成长，平均产能利用率约达80，而薄膜式厂商仅约40。这使得硅晶圆式更具生产成本竞争力，成为市场上的一支独秀。非晶硅薄膜太阳能电池是发展最完整的硅薄膜太阳能电池。其结构通常为p-i-n（或n-i

3、-p）型式，p层跟n层主要作用是用来建立内建电场，I层由非晶系硅构成。由于非晶系硅具有高的光吸收能力，因此I层厚度通常只有0.2 0.5m。其吸光频率范围约1.1 1.7eV，不同于晶圆硅的1.1eV，非晶态物质不同于结晶态物质，结构均一度低，材料空穴密度大，因此电子在材料内部迁移时，迁移距离过越长，电子被空穴俘获的几率就越大，形成电子空穴对的复合，这种复合对电池发电不利，为必免此现象发生，电池I层不宜过厚，但也不能太薄，太薄将导致电池吸收入射光不充分，导致电池装换效率降低。为克服此困境，此类型光电池长采多层结构堆栈方式设计，以兼顾吸光与光电效率。非晶硅薄膜太阳能电池最大的缺点在于光照使用后短

4、时间内性能的大幅衰退，也就是所谓的SW效应，其衰减幅度约15 35。发生原因是因为材料中部份未饱和硅原子，在光照射后，发生了结构变化。电池效率的光致衰减主要是由i层的SW效应引起的，因此，为了阻止SW效应，一方面要减少非晶硅材料中 的SiH2键 和O，N等杂质污染以及采用大量氢稀释方法制备i层.另一方面是采用多带隙叠层结构，如a-Si/a-SiGe、 a-Si/u-Si等. 由于叠层电池中各子电池的i层较薄，缩短了光生载流子迁移的距离，从而减少了光生载流子的复合，抑制了电池特性的光致衰退.叠层结构的采用提高了电池的稳定效率 非晶硅太阳能电池的光谱特性随着其材料的组成和结构、膜厚等因素的变化而有很大的不同。前面所示的是典型的非晶硅太阳能电池的光谱特性。非晶硅薄膜的带隙是1.7eV，比单晶硅的带隙1.1eV大，所以其光谱灵敏度比单晶硅更偏向短波一侧，这是它的一个优点,非晶硅薄膜太阳能电池的最