薄膜太阳电池系列讲座(15) 硅基薄膜太阳电池(七)

(3)非晶硅氧(a-SiO:H)合金[34,35]以H稀释硅烷添加CO2作混合气源,控制衬底温度、沉积气压及CO2浓度比CO2/(CO2+SiH4)(其中硅烷用氢稀释浓度比SiH4/(SiH4+H2)表示),在等离子体放电作用下,CO2、SiH4、H2之间将产生以下反应:SiH4+CO2+H2→a-SiO:H,生成非(或微)晶硅氧合金薄膜。硅氧(SiO:H)合金可以是非晶态,也可以是含微晶相的。由Si的无规网络(图34a)与SiO2网络(图34b)之间融合状态的不同,硅氧合金的原子构     

薄膜太阳电池系列讲座(11) 硅基薄膜太阳电池(三)

4非晶硅中氢(H)的作用(1)钝化悬挂键实际上早期采用蒸发方法制备的非晶硅材料并不含有氢(H),所以写成a-Si。缺陷态密度很高,很难制备出性能优良的器件。自从1969年Chitick等人发明了用辉光放电法(GD)制备氢化非晶硅(a-Si:H)[15],以非晶硅作有源层的器件才成为可能。     

硅基薄膜太阳电池(三)

4 非晶硅中氢(H)的作用(1)钝化悬挂键实际上早期采用蒸发方法制备的非晶硅材料并不含有氢(H),所以写成a-Si.缺陷态密度很高,很难制备出性能优良的器件.自从1969年Chitick等人发明了用辉光放电法(GD)制备氢化非晶硅(a-Si:H)[15],以非晶硅作有源层的器件才成为可能.硅烷的辉光放电是硅烷(SiH4)在一定氢气(H2)稀释下通过射频(RF)激发产生等离子体的辉光放电,将硅烷分解制备成非晶硅.它有以下最简单的反应表达式:     

纳米非晶硅(na-Si:H)P-i-n太阳电池

该文报道了通过适当氢稀释(RH=15)和合适的衬底温度(Ts=170℃)下，用PECVD制备得到的宽带隙氢化纳米非晶硅(na-Si：H)薄膜，并将其用作pin太阳电池的本征层。经过电池结构和工艺条件的优化设计，在p／i，i/n界面插入渐变带隙缓冲层，制备出了glass／ITO／p—a-SiC：H／i—na-Si：H／n—nc-Si：H／Al结构的pin太阳电池。电池初始开路电压(Voc)高达0．94V，同时还能保证0．72的填充因子(FF)。光电转换效率(Eff)达到8．35％(AM1．5，100mW／cm^2)。     

薄膜太阳电池系列讲座(12) 硅基薄膜太阳电池(四)

图16为以等离子体内SiH3为生长前驱物模式的硅薄膜沉积示意图。此模型中假设在SiH3离子落向衬底之前,表面将被H覆盖。首先SiH4在等离子体内与电子发生碰撞,(1)电子将自己的动能给予SiH4,使其分解成SiH3和H原子;(2)SiH3附着于衬底表面;(3)SiH3在表面覆盖有H的帮助下,在衬底表面运动以寻找合适的成键位置;(4)最后在能量最低处与表面硅的悬键键合生成表面Si层上的原子之一;(5)上式分解出的原子H或表面覆盖的H,反过来也可能与     

非晶硅太阳电池的原理

非晶硅太阳电池是２０世纪７０年代中期发展起来的一种新型薄膜太阳电池，与其他太阳电池相比，非晶硅电池具有以下突出特点：（１）制作工艺简单，在制备非晶硅薄膜的同时就能制作pin结构。（２）可连续、大面积、自动化批量生产。（３）非晶硅太阳电池的衬底材料可以是玻璃、不锈钢等，因而成本小。（４）可以设计成各种形式，利用集成型结构，可获得更高的输出电压和光电转换效率。（５）薄膜材料是用硅烷（SiH４）等的辉光放电分解得到的，原材料价格低。１非晶硅太阳电池的结构、原理及制备方法非晶硅太阳电池是以玻璃、不锈钢及特种…     

薄膜太阳电池系列讲座(12)硅基薄膜太阳电池(四)

图16为以等离子体内SiH3为生长前驱物模式的硅薄膜沉积示意图. 此模型中假设在SiH3离子落向衬底之前,表面将被H覆盖.首先SiH4在等离子体内与电子发生碰撞,(1)电子将自己的动能给予SiH4,使其分解成SiH3和H原子;(2) SiH3附着于衬底表面;(3) SiH3在表面覆盖有H的帮助下,在衬底表面运动以寻找合适的成键位置;(4)最后在能量最低处与表面硅的悬键键合生成表面Si层上的原子之一;(5)上式分解出的原子H或表面覆盖的H,反过来也可能与SiH3反应生成气态的硅烷而回到等离子体中去.     

氢注入在硅异质结太阳电池a-Si:H窗口层中的研究

基于热丝化学气相沉积(Cat-CVD)系统开展氢注入对超薄(<10 nm)氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜特性改善的研究,发现适当的氢注入可提高薄膜内的氢含量、降低其微结构因子并展宽其光学带隙.将该方法用于处理硅异质结(SHJ)太阳电池入光侧的本征非晶硅(i-a-Si:H)及N型非晶硅(n-a-Si:H)薄膜钝化层,可显...     

薄膜太阳电池系列讲座(19) 硅基薄膜太阳电池(十一)

热动力学损失:光照产生的光生非平衡载流子,即使电子和空穴回到其能带底或顶的稳定位置,但系统仍处于非平衡态,系统将通过载流子的产生、输运、复合才达到动态平衡。此时的状态使用电子或空穴的最大化学势μe和μh来描述。最大化学势可在开态下得到,即(μe+μh)oc=eVoc,它与电子空穴对的自由能之比即为热动力学损失,记作ηthermodynamic=。eVoc<εe+εh>能量传递损失:系统处于开路或短路对外并不做功,只能算是能量储存器。电池对外做功的最大输出与其极端状态(开路电压与短路电流)下所做最大功(Voc×Isc)的比值,即为其对外输出能量的传递损失FF=JmpVmp/JscVoc。     

强生光电宣布非晶硅薄膜太阳电池组件售价为1美元／Wp

8月3日,中国专业非晶薄膜太阳电池生产商强生光电在上海召开新闻发布会宣布:自2009年8月3日起,强生非晶硅双结薄膜太阳电池全球销售价'为1美元/Wp,这是目前非晶硅薄膜光伏组件全球最低售价;同时,强生光电提出,向承建商提供光伏电站"套餐"计划--使用强生光电薄膜电池组件及其由强生光电帮助整合的电站配套电器(逆变器使用欧美产品)、支架等,不包括场地和安装费用,1MW光伏电站投入在200万美元以内.     

晶硅异质结太阳电池nc-Si:H/nc-SiOx:H叠层窗口层研究

该研究制备高电导、高透明的磷掺杂氢化纳米晶硅氧(nc-Si O_x:H)薄膜,应用于晶硅异质结(SHJ)太阳电池的窗口层以替代传统的氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜。与以a-Si:H薄膜为窗口层的电池相比,短路电流密度提高0.5 m A/cm²,达到38.5 m A/cm²,填充因子为82.7%,光电转换效率为23.5%。实验发现,在nc-Si O_x:H薄膜沉积前对本征非晶硅层表面进行处理,沉积1 nm纳米晶硅(nc-Si:H)种子层,可改善nc-Si O_x:H薄膜的晶化率,降低薄膜中的非晶相含量。与单层nc-Si O_x:H窗口层的电池相比,nc-Si:H/nc-Si O_x:H叠层结构提高电池填充因子,达到83.4%,光电转换效率增加了0.3%,达到23.8%。     

薄膜太阳电池系列讲座(5) 碲化镉(CdTe)薄膜太阳电池及其光学检测(下)

图4碲化镉薄膜的生长条件除了氩气压强在2.5～50mTorr范围内变化外,其他沉积条件都保持一样。从图中可以看到:(1)所有薄膜在沉积初期(体层1～2nm厚)都有相对较厚的表面粗糙层。这时沉积下来的碲化镉容易聚成"岛"状而不是平     

CdS/CdTe太阳电池中CdS多晶薄膜的结构和光学性能

采用XRD,AFM,XPS和光学透射谱对化学水浴法制备的CdS多晶薄膜进行了测试分析。刚沉积的CdS多晶薄膜均匀、透明、致密,主要呈现立方结构;Cd和S的原子百分比约为1 10;能隙(Eg)约为2 47eV。在不同温度下后处理会出现六方结构和3CdSO4·8H2O衍射峰,同时晶面择优取向发生了变化。通过沉积高质量的CdS薄膜,获得了效率约13 4%的CdS/CdTe小面积太阳电池。     

薄膜太阳电池系列讲座(21) 硅基薄膜太阳电池(十三)

其中,Iblackbody(hω)为式(39)中若n=1时所描述的真空中光子能量为hω的能量流密度。这是因为均分定理保证无论是在外部黑体中还是在折射率为n的介质内,各个光子态上具有相等的占据几率,而由于在介质(n>1)内光子的态密度要比真空(n0=1)中的高出n2倍,因此式(39)描述了介质中的光能量密度比真空(黑体)中高n2(折射率的平方)倍。如果一束准直的光从设为     

硅基薄膜太阳电池(九)

三单结硅基薄膜太阳电池的结构和工作原理1硅基薄膜太阳电池结构在常规的单晶和多晶太阳电池中,通常用p-n结结构。但对于硅基薄膜电池,所用的材料通常是非晶和微晶材料,由于非晶硅内存在大量尾态和悬挂键等缺陷态,载流子的迁移率很低,扩散系数也很低。如果采用通常的p-n结的电池结构,光生载流子在n型和p型中性掺杂区的扩散运动非常小,将直接影响短路电流。此外,由于非晶硅p-n结耗尽层内也存在着大量的缺陷态,会导致势垒区内光生载流子的大量复合。为此,硅基薄膜电池     

玻璃衬底多晶硅薄膜太阳电池的制备

多晶硅薄膜太阳电池兼具单晶硅的高转换效率和多晶硅体电池的长寿命的特点,其制备工艺比非晶硅薄膜材料的制备工艺相对简化。文章介绍了多晶硅薄膜太阳电池材料制备工艺和材料性能;阐述了多晶硅薄膜太阳电池Si3N4膜的沉积和玻璃制绒等关键工艺;综述了玻璃衬底多晶硅薄膜太阳电池的发展现状。     

非晶硅薄膜太阳电池应用分析

简要介绍了当前几种薄膜太阳电池,并分析了它们的优缺点;详细介绍了非晶硅薄膜太阳电池,分析了其光致衰退效应与影响光电性能的各种因素,总结并展望了优化非晶硅太阳电池的各种技术。     

薄膜太阳电池系列讲座(20) 硅基薄膜太阳电池(十二)

为尽可能向太阳光谱红外波段拓展,设计了三结叠层电池结构、材料及能带梯度递变的新型电池,如图56所示[49]。新型电池拟采用1.8eV的非晶硅a-Si:H顶电池、1.1eV的微晶硅μc-Si:H中间电池以及0.8～0.9eV的μc-SiGe:H底电池三结叠成,对光吸收分配更为合理。由其QE计算曲线(图56c)可见,该结构电池的光谱响应与太阳光谱匹配良好,可吸收绝大部分的太阳光。当设定了带隙范围的材料后,为达到高效率,     

用于太阳电池吸收层CuInS2薄膜的RF反应溅射制备及其表征

该文报道采用射频反应溅射技术，以铜银合金为靶材、H2S为反应气体，在Soda-Lime玻璃衬底上沉积高质量CuInS2薄膜的实验结果。分别运用扫描电镜、能量散射X—射线谱、X—射线衍射谱和表面轮廓仪等对沉积样品的结构形貌和组成成分等特性进行了分析表征，研究了这些特性对沉积参数的依赖关系。通过对溅射功率、衬底温度和H2S流量等工艺参数的优化，获得了单一黄铜矿相结构且沿单一晶向(112)生长的高质量富铜薄膜，晶粒线度达400nm，薄膜中成分的原子比[Cu In]／[S]和[Cu]／[Cu In]可分别接近于1和0．5，并对结果进行了简单讨论。该技术成本低廉、可靠性高，适合于高效太阳电池吸收层薄膜的高均匀度大面积沉积，具有规模化工业生产的推广价值。     

柔性太阳电池及其应用

一柔性太阳电池柔性太阳电池是薄膜太阳电池的一种,是指以柔性材料(如不锈钢、塑料等)为基底的薄膜太阳电池[1]。一般来讲,所有薄膜太阳电池都可以做成柔性太阳电池。从材料上分,柔性太阳电池主要有非晶硅(a-Si)薄膜太阳电池、铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳电池、染料敏化薄膜太阳电池和有机薄膜太阳电池等几种类型[2]。表1为代表性生产厂家的柔性太阳电池产品结构特征及信息。非晶硅柔性太阳电池的典型产