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薄膜光伏电池的研究现状与发展趋势

2013-08-01 09:38来源:电子发烧网关键词:薄膜太阳能电池CIGS薄膜电池多晶硅薄膜电池收藏点赞

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但同时非晶硅薄膜太阳能电池仍存在一些需要解决的问题。(1)由于Staebler-Wronski效应的存在,使得非晶硅薄膜太阳能电池在太阳光下长时间照射会产生效率的衰减,从而导致整个电池效率的降低;(2)沉积速率低,影响非晶硅薄膜太阳能电池的大规模生产;(3)后续加工困难,如Ag电极的处理问题;(4)在薄膜沉积过程中存在大量的杂质,如O2、N2、C等,影响薄膜的质量和电池的稳定性。

非晶硅薄膜太阳能电池的下一步研究主要有以下几个方向:其一是采用优质的底电池i层材料;其二朝叠层结构电池发展;第三是在保证效率的条件下,开发生产叠层型非晶硅太阳电池模块技术;最后使用便宜封装材料以降低成本。

多晶硅薄膜太阳能电池

poly-Si薄膜电池既具有晶体硅电池的高效、稳定、无毒、材料资源丰富,又具有薄膜电池的材料省、成本低的优点,它在长波段具有高光敏性,对可见光能有效吸收,且具有与晶体硅一样的光照稳定性,同时材料制备工艺相对简单,poly-Si薄膜电池技术有望使太阳电池组件的成本得到更大程度的降低,从而使得光伏发电的成本能够与常规能源相竞争。

限制太阳能电池转换效率的因素很多,提高吸光率和减少载流子复合是提高转换效率最重要的2种方法。

众所周知,吸光率越大,电池转换效率越高,短路电流密度.,筻也越大。si对可见光的光学吸收长度约为150um。由此可见,传统单晶与非晶硅太阳能电池的厚度为200um左右,有利于充分吸收太阳光能量。按照国际认定的标准,新一代薄膜太阳能电池的厚度应在50um以下。这意味着必须使较长波段的光在薄膜的上下表面间来回反射,以增加其光程,达到提高吸光率的目的。要使吸光率A(λ)在宽谱带范围内达到高值,可以采取以下2种方法。

第一种方法是使薄膜电池上表面反射系数Rf接近于0。为此,通常采用由ZnS、MgF、TiO2和Si构成的单层或多层减反膜。第二种方法是使薄膜电池背面的反射系数Rb接近理想的100%,通常用在基片上蒸镀金属膜作为反射层的方法增加电池背面的反射系数。

无论体晶硅还是薄膜硅太阳能电池,其内部的载流子复合都是不可避免的。在si薄膜太阳能电池中,大量的载流子复合发生在杂质中心、表面、界面和晶界处L2J在多晶硅薄膜和微晶硅薄膜中,晶界处会有晶界复合。为了减少这些复合。应尽可能减少薄膜中不需要的杂质,增大多晶硅和微晶硅薄膜中的晶粒尺寸等。

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