AmorphousSilicon/CrystallineSiliconHeterojunctionSolarCells.
1Introduction
1.1BasicStructure
1.2Historyofa-Si:H/c-SiDeviceDevelopment
1.3EconomicAspects
2UsefulMaterialParameters
2.1UsefulDataofMonocrystallineSilicon
2.2UsefulDataofMulticrystallineSilicon
2.3UsefulDataofMicrocrystallineSilicon
2.4UsefulDataofAmorphousSiliconwithRespecttoHeterojunctionSolarCells
3Manufacturing
3.1LappingandPolishing
3.2Texturing
3.3Cleaning
3.4PECVDofi-,n-,andp-Layers
3.5TCO
3.6MetallizationandScreenPrinting
4Concepts
4.1Conventionalna-Si:H/pc-SiCell
4.2Bifaciala-Si:H/c-SiHeterojunctionSolarCellwithIntrinsicThinLayer,HITStructure
4.3a-Si:H/c-SiHeterocontactCellWithouti-Layer
4.4OtherConceptsforImprovedEntranceWindows
4.5a-Si:H/c-SiHeterocontactCellwithInvertedGeometry
4.6InterdigitatedHITCell
5ProblemsandChallenges
5.1ChoiceoftheBaseMaterial,ImpactoftheDoping,n/pVersusp/n
5.2SurfaceStates
5.3SurfacePassivation
5.4PECV-DepositedEmitterandBackSurfaceField
6MeasurementTechniques
6.1Absorption,Reflection,andTransmission
6.2ExcessChargeCarrierLifetime
6.3Electroluminescence
6.4a-SiCharacterization
6.5ElectronicDeviceCharacterization
7Simulation
7.1AFORS-HET
7.2ComparisonwithExperiments
8Long-TermStabilityandDegradation
8.1Long-TermStability
8.2RadiationHardness
9StateoftheArt
10Silicon-BasedHeterojunctionSolarCellsinChina
10.1IntroductionoftheActiveGroupsinthisAreainChina.
10.2ExperimentalStudies
10.3TheoreticalSimulation
References2100433B
作者:(德國)沃爾夫岡·瑞納·法赫納(Wolfgang Rainer Fahrner)
非晶硅/晶體硅異質結太陽電池(AmorphousSilicon/CrystallineSiliconHeterojuncionSolarCells)是太陽電池中深具代表性的一類,具有開路電壓高、填充因子高、轉換效率高等優點,具有廣闊的技術進步空間和市場發展前景。
沃爾夫岡·瑞納·法赫納主編的《非晶硅晶體硅異質結太陽電池(精)》介紹了非晶硅/晶體硅異質結太陽電池的基本結構和制備技術,討論了其市場潛力,概述了非晶硅/晶體硅異質結太陽電池的發展歷史,論述了其構成材料及能帶結構,分步詳解了其制備工藝,包括拋光、腐蝕、制絨、本征層、背電場、減反射層及金屬層沉積等;本書還對其結構的合理性進行了論證。非晶硅/晶體硅異質結太陽電池現階段的主要問題及挑戰有:基礎材料的選擇、n/p結構或者p/n結構的選擇,表面缺陷態、晶硅表面鈍化效果的優化、發射極和背電場層。對于測試分析技術,本書部分列舉了反射、透過、微波測試技術、光學及光電測試、橢偏儀、拉曼光譜、光/暗IV曲線、量子效率、光誘導電流等。本書還采用AFORS-HET軟件模擬分析太陽電池的性能并與實驗相比較驗證,并對非晶硅/晶體硅異質結太陽電池的衰減特性和耐輻射特性進行了測試。本書結尾列舉了當前實驗室研究所獲得的最優太陽電池效率和中國目前相關研究和產業現狀。
本書可供從事新能源材料、太陽能光伏以及半導體材料等領域的科技工作者和企業工程師作為參考,也可作為大專院校相關專業師生的教學參考書。
建議使用適合自身情況的,詳情如下:非晶硅跟單晶硅和多晶硅的區別1、結構組成: 單晶硅是硅的單晶體,具有基本完整的點陣結構的晶體。不同的方向具有不同的性質,是一種良好的半導材料。 多晶硅是單質硅的一種形...
第2版前言第1版前言第1章 土方工程1.1 土的分類與工程性質1.2 場地平整、土方量計算與土方調配1.3 基坑土方開挖準備與降排水1.4 基坑邊坡與坑壁支護1.5 土方工程的機械化施工復習思考題第2...
你好,多晶硅電池與多晶硅薄膜電池的主要區別在與兩個方面: 1。成品電池的襯底不同, 多晶硅電池襯底是多晶硅,全是硅材料。 多晶硅薄膜電池襯底一般式石英或者玻璃 2.表面涂...
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晶體硅太陽電池工藝技術新進展 3 趙汝強 ,梁宗存 ,李軍勇 ,金井升 ,沈 輝 (中山大學太陽能系統研究所 ,廣東省教育廳太陽能重點實驗室 ,國家新能源工程技術研究中心華南分中心 ,廣州 510006 ) 摘要 晶體硅太陽電池是目前技術最成熟 、應用最廣泛的太陽電池 。以晶體硅太陽電池的生產流程為基礎 , 主要從提高電池轉換效率和降低生產成本出發 ,介紹了晶體硅太陽電池制造技術的最新進展和成果 ,并對各種制備 工藝進行了評價 。 關鍵詞 晶體硅太陽電池 制備工藝 最新進展 New Develop ment of Manufact ure Technology of Crystalline Silicon Solar Cells ZHAO Ruqiang , L IAN G Zongcun , L I Junyong , J IN Jinsheng , SH EN Hui (
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對雙面玻璃晶體硅太陽電池組件的封裝工藝進行了研究,探討了玻璃-EVA(乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物)-太陽電池-EVA-玻璃封裝方法存在的問題,詳細提出了改善和解決這些問題的途徑和方法。
(1)材料和制造工藝成本低
首先,非晶硅太陽能電池可以節省很多的硅材料。非晶硅具有較高的光吸收系數,特別是在0.3-0.75μm的可見光波段,它的吸收系數比單晶硅要高出一個數量級,因而它比單晶硅對太陽輻射的吸收效率要高40倍左右,用很薄的非晶硅膜就能吸收90%有用的太陽光能。一般情況下非晶硅電池的厚度小于0.5um ,而晶體硅太陽電池的基本厚度為240-270um,相差200多倍,因此非晶硅太陽能電池要節省很多的硅材料。 材料是生產高純多晶硅過程中使用的硅烷,這種氣體,化學工業可大量供應,且價格十分便宜。
由于反應溫度低,可在200℃左右的溫度下制造,因此可以在玻璃、不銹鋼板、陶瓷板、柔性塑料片上淀積薄膜,易于大面積化生產,成本較低。單節非晶硅薄膜太陽能電池的生產成本目前可降到1.2美元/Wp。疊層非晶硅薄膜電池的成本可降至1美元/Wp以下。
綜上,從原材料及生產工藝上來考慮,非晶硅的生產相對來說成本很低,并且這也成為非晶硅太陽能電池最大的優勢。
(2)能量返回期短
由于制造非晶硅電池原材料及較低溫生產能源消耗少,在每一階段,制造非晶硅太陽能電池所需消耗的電能比生產單晶硅太陽能電池少,因此它的能量返回期較短。以轉換效率為6%的非晶硅太陽電池,其生產用電約1.9度電/瓦,由它發電后返回的時間約為1.5-2年,能量返回期短。而其他多晶硅、單晶硅電池的發電返回時間一般6年以上。
(3)適于大批量生產
非晶硅材料是由氣相淀積形成的,目前已被普遍采用的方法是等離子增強型化學氣相淀(PECVD)法。此種制作工藝可以連續在多個真空淀積室完成,從而實現大批量生產。采用玻璃基板的非晶硅太陽能電池,其主要工序(PECVD)與TFT-LCD陣列生產相似,生產方式均具有自動化程度高、生產效率高的特點。
(4)品種多,用途廣
晶硅可以在任何形狀的基底上制作,并且可以可以在柔性基底或者很薄的不銹鋼和塑料基底上制備超輕量級的太陽能電池;非晶硅太陽電池可做成集成型,器件功率、輸出電壓、輸出電流都可自由設計制造,可以較方便地制作出適合不同需求的多品種產品??梢暂^方便地制作出適合不同需求的多品種產品。由于光吸收系數高,暗電導很低,適合制作室內用的微低功耗電源,如手表電池、計算器電池等;由于a-Si膜的硅網結構力學性能結實,適合在柔性的襯底上制作輕型的太陽能電池;靈活多樣的制造方法,可以制造建筑集成的電池,適合用戶屋頂電站的安裝。
(5)高溫性能好
當太陽能電池工作溫度高于標準測試溫度25℃時,其最佳輸出功率會有所下降;非晶硅太陽能電池受溫度的影響比晶體硅太陽能電池要小得多。
(6)弱光響應好、充電效率高
非晶硅材料的吸收系數在整個可見光范圍內,在實際使用中對低光強光有較好的適應。
經過幾十年發展,有機太陽能電池已經形成多種結構體系,根據活性層中有機半導體材料的不同可分為單質結、平面異質結、體異質結等結構。其中平面異質結是以往采用最為普遍的一種有機太陽能電池結構。
早在 1986 年,有機光電子器件領域著名的C. W. Tang教授就制備了由兩種共軛小分子有機材料組成的光伏器件,當時這個器件實現大約 1%的能量轉換效率。在平面體異質結光伏器件中,電極間有兩種不同的物質層,形成層疊的雙層薄膜。由于這兩種物質層在電子親和性和電離能方面存在差異,兩種物質層界面間存在靜電力。兩種物質層所用的材料要盡可能使這種差異更大,從而使局部電場大到足以使激子分離。兩種不同的材料中擁有較高電子親和性和電離能的是電子受體,另外一種材料為提供電子的吸光體,為電子給體。
電子給體中產生的激子可以擴散到與電子受體的分界面上并分離,空穴保留在給體中而電子進入到受體里。平面異質結太陽能電池中,雖然電子給體和電子受體之間的界面有較大面積,但激子只能在界面區域分離,因為有機半導體中載流子輸運距離是很短的,大約是在10 nm的量級,而為了保證足夠的光吸收,活性層厚度又往往需要大于這個距離(至少是100 nm), 所以離界面較遠處產生的激子往往還沒到達界面就復合了。另外,有機材料載流子遷移率通常都比較低,從界面上分離出來的載流子在向電極運動的過程中大量損失。這兩點制約了平面異質結光伏電池的能量轉換效率的提高。