非晶硅薄膜太阳能电池-PECVPPT
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《薄膜太阳电池》课件
在光照下，光子被吸收 并传递给电子，电子和 空穴分别向导带和价带 跃迁，形成光生电流。 随后，电子和空穴分别 被传输到金属电极并收 集起来，形成输出电流 。
薄膜太阳电池的结构和 工作流程决定了其能量 转换效率、开路电压和 短路电流等性能参数。
03 薄膜太阳电池的 材料
硅基薄膜太阳电池
总结词
高效稳定，技术成熟
THANKS
感谢观看
随着移动设备的普及和能源需求的增长，移动能源系 统的发展前景广阔。
未来发展前景与挑战
随着技术的不断进步和应用领域的拓展，薄膜太阳电池的发展前景广阔。
未来，薄膜太阳电池将更加注重提高光电转换效率、降低成本、优化组件制造工艺等方面的 发展。
同时，薄膜太阳电池也面临着市场竞争力、政策支持、并网技术等方面的挑战，需要不断加 强技术创新和市场推广。
在薄膜太阳电池中，光子首先被 吸收并传递给电子，电子从价带
跃迁到导带，形成光生电流。
光电效应是薄膜太阳电池的基本 工作原理之一，它决定了电池的
能量转换效率。
光伏效应
光伏效应是指光生电压或电流的现象 ，即当光照射在半导体材料上时，半 导体的导电性能发生变化，产生电压 或电流。
光伏效应是薄膜太阳电池的基本工作 原理之一，它决定了电池的开路电压 。
真空沉积技术包括真空蒸镀、 电子束蒸镀和离子束溅射等。
真空沉积技术具有较高的沉积 速率和较好的大面积成膜质量 ，适用于制备高性能的薄膜太 阳电池。
化学气相沉积技术
化学气相沉积技术是通过化学反应将气态物质转化为固态薄膜的一种技术。
化学气相沉积技术包括常压化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积和金属有机 化学气相沉积等。
《薄膜太阳电池》PPT课件
非晶硅薄膜太阳能电池-PECVD讲解共48页文档
非晶硅薄膜太阳能电池-PECVD讲解
•
26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
•
27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
•
30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
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26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
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27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
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28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
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30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
薄膜太阳能电池知识培训课件(PPT38页)
P层采用Si C异质结 ，Si C异质结的禁带 宽度很大，通过窗口作用提高透光率，使 到达I层的可用光子增多，同时提高了开路 电压 。
太阳能电池参数
I = Is[exp(qV/kT)-1]-IL • 开路情况：I=0 得 （与内建电场对应）
Voc
kT q
ln( IL Is
1)
• 短路情况：短路电流等于光生电流 ISC=IL
原子能带
原子能级
允带
禁带 允带
禁带
晶体能带的形成
允带
费米能级
• 假设把体系内所有电子按能量由低到高逐个占据能 带中各个能级，则最后一个电子占据的那个能级即 为费米能级。
• 物理意义：电子占据的概率为1/2的能级称为费米能 级。只要知道了它的数值，在一定温度下，电子在 各量子态上的统计分布就完全确定了。
• 绝缘体材料的导带是空的，没有自由 电子，而且禁带的宽度很宽，价带的 电子不可能穿过禁带跃迁到导带上， 导带中始终没有自由电子，条件下，价带的电子可以跃迁 到导带上，在价带中留下空穴，电子 和空穴同时导电。
• 因此，半导体材料的禁带宽度是一个 决定电学和光学性能的重要参数。
薄膜太阳能电池分类
砷化镓薄膜太阳电池
在化合物半导体中，研究最多的是III-V族 的GaAs太阳能电池。由于其带隙比Si大 ，具有与太阳光光谱相当一致的光谱特 性，因而从光谱响应角度来说，更适合 做太阳能电池，目前，在所有太阳能电 池中，GaAs太阳能电池的转换效率最高 。
砷化镓薄膜太阳电池
在制备GaAs太阳电池时，一 般在N型GaAs衬底上首先生长 0.5um左右的N型GaAs缓冲层 ，再生长N型AlGaAs作为背电 场，在此基础上生长N型GaAs 作为基底层，然后生长0.5um 左右的P型GaAs作为发射层， 再利用一层P型AlGaAs薄膜作 为窗口层，便组成了单结 GaAs薄膜太阳电池。
太阳能电池参数
I = Is[exp(qV/kT)-1]-IL • 开路情况：I=0 得 （与内建电场对应）
Voc
kT q
ln( IL Is
1)
• 短路情况：短路电流等于光生电流 ISC=IL
原子能带
原子能级
允带
禁带 允带
禁带
晶体能带的形成
允带
费米能级
• 假设把体系内所有电子按能量由低到高逐个占据能 带中各个能级，则最后一个电子占据的那个能级即 为费米能级。
• 物理意义：电子占据的概率为1/2的能级称为费米能 级。只要知道了它的数值，在一定温度下，电子在 各量子态上的统计分布就完全确定了。
• 绝缘体材料的导带是空的，没有自由 电子，而且禁带的宽度很宽，价带的 电子不可能穿过禁带跃迁到导带上， 导带中始终没有自由电子，条件下，价带的电子可以跃迁 到导带上，在价带中留下空穴，电子 和空穴同时导电。
• 因此，半导体材料的禁带宽度是一个 决定电学和光学性能的重要参数。
薄膜太阳能电池分类
砷化镓薄膜太阳电池
在化合物半导体中，研究最多的是III-V族 的GaAs太阳能电池。由于其带隙比Si大 ，具有与太阳光光谱相当一致的光谱特 性，因而从光谱响应角度来说，更适合 做太阳能电池，目前，在所有太阳能电 池中，GaAs太阳能电池的转换效率最高 。
砷化镓薄膜太阳电池
在制备GaAs太阳电池时，一 般在N型GaAs衬底上首先生长 0.5um左右的N型GaAs缓冲层 ，再生长N型AlGaAs作为背电 场，在此基础上生长N型GaAs 作为基底层，然后生长0.5um 左右的P型GaAs作为发射层， 再利用一层P型AlGaAs薄膜作 为窗口层，便组成了单结 GaAs薄膜太阳电池。
《非晶矽太阳能电池》课件
结论和总结
通过本次课件的学习，我们了解到非晶矽太阳能电池具有广泛的应用领域， 具备高效稳定的转换效率，它们将引领未来的可再生能源发展。
参考文献
• John W. Crystal, "Solar Power", 2019. • Lisa C. Johnson, "Advancements in Amorphous Silicon Solar
《非晶矽太阳能电池》 PPT课件
非晶矽太阳能电池在各个领域得到广泛应用。本次课件将介绍其原理、制造 工艺、性能分析、发展前景以及结论和总结。
应用领域
户外照明
非晶矽太阳能电池可用于路灯、太阳能草坪灯等户 外照明产品，以实现绿色能源供电。
建筑集成
在建筑物的玻璃幕墙或屋顶上安装非晶矽太阳能电 池板，可实现建筑一体化设计，发挥太阳能发电效 益。
对太阳能电池组件进行严格的质量检测，确 保产品符合标准。
性能分析
指标 转换效率 光电转换率
稳定性
性能
非晶矽太阳能电池的平均转换效率可达15%。
该类型电池对光线的吸收能力较强，实现高效的光 电转换。
太阳能电池可在多种环境中具备稳定性，适用于各 种气候条件下的能源转换。
发展前景
随着对可再生能源需求的不断增长，非晶矽太阳能电池将在未来得到更广泛 的应用，成为清洁能源的重要组成部分。
充电设备
它们也可用于移动设备的充电器，如太阳能手机充 电板，方便随时随地充电。
远程通信
非晶矽太阳能电池可用于远程地区的通信设备，提 供可靠的电源供应。
原理介绍
结构组成
非晶矽太阳能电池由n型硅、p型硅 和非晶绝缘材料构成，形成PN结构 以转换太阳能为电能。
电力产生
非晶硅薄膜太阳能电池概要课件
非晶硅薄膜太阳能 电池简介
定义与特性
定义
非晶硅薄膜太阳能电池是一种利 用非晶硅材料制成的太阳能电池 。
特性
具有轻便、柔韧、可折叠等优点 ，同时制造成本较低，适合大规 模生产。
工作原理
01பைடு நூலகம்
02
03
光吸收
非晶硅薄膜能够吸收太阳 光并将其转换为电能。
电极
通过电极将产生的电流导 出，实现电能的有效利用 。
染料敏化太阳能电池
非晶硅薄膜太阳能电池与染料敏化太 阳能电池相比，具有更高的光电转换 效率和更长的使用寿命，但制造成本 较高。
03
非晶硅薄膜太阳能 电池的制造工艺
硅烷气体选择
硅烷气体是制造非晶硅薄膜太阳能电池的关键原料之一，其纯度对电池的性能和稳 定性有着至关重要的影响。
选择高纯度的硅烷气体可以减少杂质和缺陷，提高非晶硅薄膜的质量和光电性能。
非晶硅薄膜太阳能电 池概要课件
目录
CONTENTS
• 非晶硅薄膜太阳能电池简介 • 非晶硅薄膜太阳能电池的优势与
局限 • 非晶硅薄膜太阳能电池的制造工
艺 • 非晶硅薄膜太阳能电池的应用与
前景
目录
CONTENTS
• 非晶硅薄膜太阳能电池的挑战与 解决方案
• 非晶硅薄膜太阳能电池的实际案 例分析
01
反应温度与压强控制
制造非晶硅薄膜太阳能电池需要在一定 的温度和压强条件下进行。
温度和压强对非晶硅薄膜的结构、性能 和光电性能有着直接的影响。通过精确 控制温度和压强，可以优化非晶硅薄膜 的结构，提高其光电转换效率和稳定性
。
通常需要在较低的温度和压强条件下进 行非晶硅薄膜的合成，以减少缺陷和杂
质，提高其质量。
定义与特性
定义
非晶硅薄膜太阳能电池是一种利 用非晶硅材料制成的太阳能电池 。
特性
具有轻便、柔韧、可折叠等优点 ，同时制造成本较低，适合大规 模生产。
工作原理
01பைடு நூலகம்
02
03
光吸收
非晶硅薄膜能够吸收太阳 光并将其转换为电能。
电极
通过电极将产生的电流导 出，实现电能的有效利用 。
染料敏化太阳能电池
非晶硅薄膜太阳能电池与染料敏化太 阳能电池相比，具有更高的光电转换 效率和更长的使用寿命，但制造成本 较高。
03
非晶硅薄膜太阳能 电池的制造工艺
硅烷气体选择
硅烷气体是制造非晶硅薄膜太阳能电池的关键原料之一，其纯度对电池的性能和稳 定性有着至关重要的影响。
选择高纯度的硅烷气体可以减少杂质和缺陷，提高非晶硅薄膜的质量和光电性能。
非晶硅薄膜太阳能电 池概要课件
目录
CONTENTS
• 非晶硅薄膜太阳能电池简介 • 非晶硅薄膜太阳能电池的优势与
局限 • 非晶硅薄膜太阳能电池的制造工
艺 • 非晶硅薄膜太阳能电池的应用与
前景
目录
CONTENTS
• 非晶硅薄膜太阳能电池的挑战与 解决方案
• 非晶硅薄膜太阳能电池的实际案 例分析
01
反应温度与压强控制
制造非晶硅薄膜太阳能电池需要在一定 的温度和压强条件下进行。
温度和压强对非晶硅薄膜的结构、性能 和光电性能有着直接的影响。通过精确 控制温度和压强，可以优化非晶硅薄膜 的结构，提高其光电转换效率和稳定性
。
通常需要在较低的温度和压强条件下进 行非晶硅薄膜的合成，以减少缺陷和杂
质，提高其质量。
非晶硅太阳能电池.正式版PPT文档
☼ P77图4-1常用太阳能电池的光吸收系数
☼ 纵坐标为光吸收系数 α，α大光敏性越好。
☼ 横坐标为太阳光谱辐 射的能量。 ☼ 图中吸收峰分布与太 阳光谱峰分布相近，有 利于太阳光的吸收，故 适合制作薄膜太阳电池。
1.单结非晶硅太阳电池
☼ 有两种结构：P-I-N 结构和N-I-P 结构 ☼ P-I-N：通常沉积在透明性较好
（1）非晶硅/非晶硅双结结构
☼ 这种结构在制备过程中，通
过调节顶电池与底电池中本征 层的沉积参数（主要为温度和 氢稀释度），使禁带宽度有所 不同。由于非晶硅的禁带宽度 调整范围较小，为了使底电池 有足够的电流，底电池的本征 层要比顶电池厚得多，顶电池 与底电池的厚度分别为100nm与 300nm左右，带隙分别为1.8eV、 1.7eV左右。
☼ 非晶态与晶态太阳电池的优缺点
优点：
1、具有成本低，回收快，易产生；
作为低成本太阳能电池，未来发展重点是开发新的结构，解决光至衰减问题，提高效率的同时，解决稳定性问题是非晶硅电池的研究 重点，如果突破该技术，则非晶硅太阳能电池在民用及独立电源系统中将被大量使用。
2、对弱光响应好； 通常，我们所说的太阳能电池量子效率QE都是指外量子效率EQE，也就是说太阳能电池表面的光子反射损失是不被考虑的。
☼ 光的吸收率不高、稳定性差的原因 另外，受到光致衰减的限制，本征层不可能太厚，因此导
致能量接近于带隙宽度的那部分光子，在有限的本征层之内并 不能被充分地吸收，稳定性较差。
☼ 非晶硅太阳能电池发展趋势 作为低成本太阳能电池，未来发展重点是开发新的结构，
解决光至衰减问题，提高效率的同时，解决稳定性问题是非晶 硅电池的研究重点，如果突破该技术，则非晶硅太阳能电池在 民用及独立电源系统中将被大量使用。
【完整】非晶硅太阳能电池资料PPT
☼ 非晶态与晶态太阳电池的优缺点
（ 透1明）流导非电晶基膜硅（/本非Sn晶O上硅2）双无结结贡构 献，这限制了非晶硅太阳电池的转换效率提高。
☼ 光的转换效率不高的原因 ☼ 有两种结构：P-I-N 结构和N-I-P 结构 ☼ 为了提高底电池的长波相应，非晶硅锗合金是理想的本征材料，掺入锗可降低非晶硅薄膜的带隙。
☼ 多晶硅：硅原子以金刚石晶格排列成 许多晶核，晶粒晶面取向不同。
☼ 非晶硅：硅原子按照一定的键长和键角 相互间以无序方式结合形成四面体结构。 由于不饱和或悬挂键而出现微孔。氢原子 可以与悬挂键结合。
2、非晶硅与单晶硅、多晶硅的区别及应用 ☼ 物理性能：一般我们熟悉的单晶硅、多晶硅都是晶态半 导体材料，原子或分子具有周期性排列，这种周期性排列被 称为长程有序。而非晶硅在微观结构上完全不同，它们缺乏 构问成题原：子目周前期广性泛的使长用程的有太序阳性能。电如池图材非料晶都硅是的晶网态络硅模，型图： 非晶硅使用在什么方面？
非晶硅太阳能电池
（1）非晶硅/非晶硅双结结构 （2）非晶硅/非晶硅锗双结结构 （3）非晶硅/微晶硅双结结构 （4）非晶硅/非晶硅锗/非晶硅锗三结结构 （5）非晶硅/非晶硅锗/微晶硅锗三结结构 （6）非晶硅/微晶硅锗/微晶硅锗三结结构
1、三种太阳能电池的区别
☼ 单晶硅：硅原子以金刚石晶格排列成许 多晶核，晶粒晶面取向相同。
光不能被本征层所吸收，对光生电流基本上无贡献，这限制了非晶硅太阳电池的转换效率提高。 ☼ 为了提高底电池的长波相应，非晶硅锗合金是理想的本征材料，掺入锗可降低非晶硅薄膜的带隙。
硅电池的研究重点，如果突破该技术，则非晶硅太阳能电池在 另外，受到光致衰减的限制，本征层不可能太厚，因此导致能量接近于带隙宽度的那部分光子，在有限的本征层之内并不能被充分地
（ 透1明）流导非电晶基膜硅（/本非Sn晶O上硅2）双无结结贡构 献，这限制了非晶硅太阳电池的转换效率提高。
☼ 光的转换效率不高的原因 ☼ 有两种结构：P-I-N 结构和N-I-P 结构 ☼ 为了提高底电池的长波相应，非晶硅锗合金是理想的本征材料，掺入锗可降低非晶硅薄膜的带隙。
☼ 多晶硅：硅原子以金刚石晶格排列成 许多晶核，晶粒晶面取向不同。
☼ 非晶硅：硅原子按照一定的键长和键角 相互间以无序方式结合形成四面体结构。 由于不饱和或悬挂键而出现微孔。氢原子 可以与悬挂键结合。
2、非晶硅与单晶硅、多晶硅的区别及应用 ☼ 物理性能：一般我们熟悉的单晶硅、多晶硅都是晶态半 导体材料，原子或分子具有周期性排列，这种周期性排列被 称为长程有序。而非晶硅在微观结构上完全不同，它们缺乏 构问成题原：子目周前期广性泛的使长用程的有太序阳性能。电如池图材非料晶都硅是的晶网态络硅模，型图： 非晶硅使用在什么方面？
非晶硅太阳能电池
（1）非晶硅/非晶硅双结结构 （2）非晶硅/非晶硅锗双结结构 （3）非晶硅/微晶硅双结结构 （4）非晶硅/非晶硅锗/非晶硅锗三结结构 （5）非晶硅/非晶硅锗/微晶硅锗三结结构 （6）非晶硅/微晶硅锗/微晶硅锗三结结构
1、三种太阳能电池的区别
☼ 单晶硅：硅原子以金刚石晶格排列成许 多晶核，晶粒晶面取向相同。
光不能被本征层所吸收，对光生电流基本上无贡献，这限制了非晶硅太阳电池的转换效率提高。 ☼ 为了提高底电池的长波相应，非晶硅锗合金是理想的本征材料，掺入锗可降低非晶硅薄膜的带隙。
硅电池的研究重点，如果突破该技术，则非晶硅太阳能电池在 另外，受到光致衰减的限制，本征层不可能太厚，因此导致能量接近于带隙宽度的那部分光子，在有限的本征层之内并不能被充分地
太阳电池中的薄膜技术与材料 ppt课件
显然，保护气体的种类和气压、源的温度、衬底的温度等，是这种方法的最关键
的制备条件。保护气体以惰性气体为佳，也可以用氮气和空气。其中，氦气最
2、采用PECVD或VHF-PECVD来沉积顶电池，沉积压力为50-1000Pa，衬底温度为150-250℃， 在透明导电膜上依次沉积p型非晶硅掺杂层、i本征非晶硅层和n型非晶硅掺杂层，制备 出顶电池；
3、预热已沉积的器件，温度为180℃-250℃，沉积压力为130-1000Pa，在真空室中用PECVD 或VHF-PECVD法，在中间透明反射层背面沉积微晶硅薄膜底电池；
PPT课件
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在等离子体中，硅烷气体分子与电子碰撞分解为SiH3（活 性基），这种活性基在向基板输运的过程中生长为非晶硅 膜层，活性基中的氢与等离子体中存在的氢原子一部分会 混到生长的膜层当中，这些氢对于降低非晶硅的缺陷密度 关系极大。
微晶硅也是由这种方法获得的，但其制膜时导入的氢气量 不同，若将硅烷气体由氢气逐渐稀释，则相对等离子体中 的SiH3来说氢的比例不断升高，达到一定的值时，便生长 成微晶硅。
PPT课件
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PPT课件
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玻璃 透明电极 非晶硅 p-i-n 微晶硅 p-i-n 背电极 背接触 背反射
PVB 玻璃
“非晶/微晶”高效薄膜太阳能电池内部结构示意图
PPT课件
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2.6 非晶硅/微晶硅叠层电池的主要制备步骤：
1、沉积透明导电膜（ITO、AZO或FTO）在玻璃衬底上，使用激光光刻机对透明导电膜进行光 刻分块，形成大规模集成的前电极块与块之间相互绝缘的隔离沟槽；
掺硼形成P区，掺磷形成n区，i为非杂质或轻掺杂的本征 层(因为非掺杂的a-Si是弱n型)。重掺杂的p、n区在电池 内部形成内建电场，以收集电荷。同时两者可与导电电极 形成欧姆接触，为外部提供电功率。i区是光敏区，此区 中光生电子、空穴是光伏电力的源泉。
非晶硅薄膜太阳能电池PPT课件
• 有机薄膜太阳能电池
2021/8/6
2
• 其他
第2页/共23页
薄膜太阳能电池用导电银胶银浆（一）
• 太阳能电池导电银胶导电银浆型号及用途
• UNINWELL国际作为世界高端光电胶粘剂的领导品牌，公司以“您身边的 高端光电粘结防护专家”为服务宗旨。公司开发的导电银胶、导电银浆、 红胶、底部填充胶、TUFFY胶、LCM密封胶、UV胶、各向异性导电胶、 太阳能电池导电浆料等九大系列光电胶粘剂具有最高的产品性价比，公司 在全球拥有近百家世界五百强客户。最近，UNINWELL国际与上海常祥实 业强强联合，共同开发中国高端光电胶粘剂市场。 UNINWELL国际是全 球贴片胶产品线最齐全的生产企业，其产品性能优异,剪切力强,流变性也很 好,并且吸潮性低，适用于LED、大功率LED、LED数码管、LCD、TR、IC、 COB、PCBA、EL冷光片、显示屏、晶振、石英谐振器、晶体管、太阳能 电池、光伏电池、蜂鸣器、陶瓷电容等各种电子元件和组件的封装以及粘 结等。电子元器件、集成电路、电子组件、电路板组装、液晶模组、触摸 屏、显示器件、照明、通讯、汽车电子、智能卡、射频识别、电子标签、 太阳能电池等领域。
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第10页/共23页
• 低成本
• 单结晶硅太阳电池的厚度。
• 主要原材料是生产高纯多晶硅过程中使用的硅烷，这种气体，化学 工业可大量供应，且十分便宜，制造一瓦非晶硅太阳能电池的原材 料本约（效率高于6%）
• 且晶体硅太阳电池的基本厚度为240-270um，相差200多倍，大规模
生产需极大量的半导体级，仅硅片的成本就占整个太阳电池成本的
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13
第13页/共23页
非晶硅太阳能电池存在的问题
《薄膜太阳能电池》幻灯片
地熱
CdTe Film Deposition
CdTe Film Deposition
CdTe Film Deposition
Rooftop CdTe薄膜太陽電池“Cadmium TellurideThin-film Solar Cell”
SAGFirst Solar ----CdTe Rooftop
• CIGS非真空製程技術雖具有降低成本以及提高材料使用率的 優點，但各方式都具有難以克服的關鍵問題皆仍待解決。如 CIGS晶粒成長…等。結
瓶頸
CIGS薄膜太陽能電池雖具有高效率、低本钱、大面積與可撓性等 潛力優勢，但還有許多需要抑制的問題接踵而來： 製程複雜、技術選擇百家爭鳴，且供應練相當分歧，各站並無制 式化設備放大製程之均質性不佳，良率變化大
Need of raw material
Thin-film solar cells
非晶矽薄膜太陽電池製造流程
非晶矽薄膜太陽電池製造流程( 玻璃基材)
非晶矽薄膜太陽電池製造流程 (玻璃基材)
Thin film Si:H challenges
➢Increasing deposition rate (from 0.1 nm/s to 10 nm/s!), including compatible doped layers ➢Enhance the Isc (absorption, light trapping) ➢Improving stabilized device performance ➢Understanding fundamental physics: low Voc, shunt behavior, light-induced defect creation
GaAs Multijuction(多接面砷化 鎵)
非晶硅薄膜太阳能电池25页PPT
非晶硅薄膜太阳能电池
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
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雾度
• 为了增加薄膜电池半导体层吸收光的能力，光伏 用TCO 玻璃需要提高对透射光的散射能力，这一能力用（Haze） 来表示。雾度即为透明或半透明材料的内部或表面由于光 漫射造成的云雾状或混浊的外观。以漫射的光通量与透过 材料的光通量之比的百分率表示。一般情况下，普通镀膜 玻璃 要求膜层表面越光滑越好，雾度越小越好，但光伏 用TCO玻璃则要求有一定的光散射能力。目前，雾度控制 比较好的商业化TCO玻璃是AFG的PV-TCO玻璃，雾度值 一般为11％～15％。其中不包含散射时的直接透过率曲线。
11
TCO镀膜玻璃的特性及种类
• 在太阳能电池中，晶体硅片类电池的电极是焊接 在硅片表面的导线，前盖板玻璃仅需达到高透光 率就可以了。薄膜太阳能电池是在玻璃表面的导 电薄膜上镀制p-i-n半导体膜，再镀制背电极。
• 透明导电氧化物的镀膜原料和工艺很多，通过科 学研究进行不断的筛选，目前主要有以下三种 TCO玻璃与光伏电池的性能要求相匹配。
TCO
• TCO（Transparent conducting oxide）玻璃，即透明导电 氧化物镀膜玻璃，是在平板玻璃表面通过物理或者化学镀 膜的方法均匀镀上一层透明的导电氧化物薄膜，主要包括 In、Sn、Zn和Cd的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料。
• TCO玻璃首先被应用于平板显示器中，现在ITO类型的导 电玻璃仍是平板显示器行业的主流玻璃电极产品。近几年， 晶体硅价格的上涨极大地推动了薄膜太阳能电池的发展， 目前薄膜太阳能电池占世界光伏市场份额已超过10％，光 伏用TCO玻璃作为电池前电极的必要构件，市场需求迅速 增长，成为了一个炙手可热的高科技镀膜玻璃产品。
19
激光刻蚀性能
• 薄膜电池在制作过程中，需要将表面划分成多 个长条状的电池组，这些电池组被串联起来用以 提高输出能效。因此，TCO玻璃在镀半导体膜之 前，必须要对表面的导电膜进行刻划，被刻蚀掉 的部分必须完全除去氧化物导电膜层，以保持绝 缘。刻蚀方法目前有化学刻蚀和激光刻蚀两种， 但由于刻蚀的线条要求很细，一般为几十微米的 宽度，而激光刻蚀具有沟槽均匀，剔除干净，生 产效率快的特点。
3
激光划线机1（重要设备）
• 工艺：这一步主要是划刻 氧化锡，使用的1064纳 米波长的红外激光器
• 要求：刻蚀速度、激光源寿命、操作系统是否简 单且方便操作、Dead area无用区域大小（三条 刻膜线总线宽）、划刻线宽、系统产能（MW/年）
4
预热炉
• 工艺： 加热导电玻璃
5
PECVD真空沉积系统，即等离子体 增强化学沉积(主要设备)
14
TCO
• 氧化锌基薄膜的研究进展迅速，材料性能 已可与ITO相比拟，结构为六方纤锌矿型。 其中铝掺杂的氧化锌薄膜研究较为广泛， 它的突出优势是原料易得，制造成本低廉， 无毒，易于实现掺杂，且在等离子体中稳 定性好。预计会很快成为新型的光伏TCO 产品。目前主要存在的问题是工业化大面 积镀膜时的技术问题。
17
导电性能
• TCO导电薄膜的导电原理是在原本导电 能力很弱的本征半导体中掺入微量的其他 元素，使半导体的导电性能发生显著变化。 这些微量元素被称为杂质，掺杂后的半导 体称为杂质半导体。氧化铟锡（ITO）透明 导电玻璃就是将锡元素掺入到氧化铟中， 提高导电率，它的导电性能在目前是最好 的，最低电阻率达10-5Ωcm量级。
13Leabharlann FTO• SnO2镀膜也简称FTO，目前主要是用于生 产建筑用Low-E玻璃。其导电性能比ITO略 差，但具有成本相对较低，激光刻蚀容易， 光学性能适宜等优点。通过对普通Low-E的 生产技术进行升级改进，制造出了导电性 比普通Low-E好，并且带有雾度的产品。利 用这一技术生产的TCO玻璃已经成为薄膜 光伏电池的主流产品。
薄膜太阳能电池(非晶硅)
1
非晶硅薄膜电池生产
2
超声波玻璃清洗机（重要设备） （镀膜前清洗）
• 工艺：洗的是膜表面上的污垢和灰尘及一 种高分子材料
• 要求：导电玻璃,不在生产线上用，速度越 快越好；离线使用，单面清洗；导电玻璃 最初清洗的材料是一种高分子材料（类似 塑料），清洗液可能是水，也可能是四氢 呋喃THF。
15
光伏电池对TCO镀膜玻璃的性能要求
• 1.光谱透过率 • 2.导电性能 • 3.雾度 • 4.激光刻蚀性能 • 5.耐气候性与耐久性
16
光谱透过率
• 为了能够充分地利用太阳光，TCO镀膜 玻璃一定要保持相对较高的透过率。目前， 产量最多的薄膜电池是双结非晶硅电池， 并且已经开始向非晶/微晶复合电池转化。 因此，非晶/微晶复合叠层能够吸收利用更 多的太阳光，提高转换效率，即将成为薄 膜电池的主流产品。
磁控溅射系统（主要设备）
• 工艺：主要是透明氧化物TCO镀膜，金属 （银或铝）背电极镀膜
9
激光划线机3（重要设备）
• 工艺：这一步主要是划刻 铝或者银以及氧化锌膜， 使用的532纳米波长的绿激光器
• 要求：刻蚀速度、激光源寿命、操作系统是否简 单且方便操作、Dead area无用区域大小（三条 10 刻膜线总线宽）、划刻线宽、系统产能（MW/年）
12
ITO
• ITO镀膜玻璃是一种非常成熟的产品，具有透过 率高，膜层牢固，导电性好等特点，初期曾应用 于光伏电池的前电极。但随着光吸收性能要求的 提高，TCO玻璃必须具备提高光散射的能力，而 ITO镀膜很难做到这一点，并且激光刻蚀性能也较 差。铟为稀有元素，在自然界中贮存量少，价格 较高。ITO应用于太阳能电池时在等离子体中不够 稳定，因此目前ITO镀膜已非光伏电池主流的电极 玻璃。
20
耐气候性与耐久性
• TCO镀膜一般都使用“硬膜”镀制工艺， 膜层具有良好的耐磨性、耐酸碱性。光伏 电池在安装上以后，尤其是光伏一体化建 筑安装在房顶和幕墙上时，不适宜进行经 常性的维修与更换，这就要求光伏电池具 有良好的耐久性，目前，行业内通用的保 质期是二十年以上。因此，TCO玻璃的保 质期也必须达到二十年以上。
• 工艺： 非晶硅p-i-n镀膜 • 要求：电池转换率>6%、生产效率、玻璃
基片型号资料、价格
6
冷却炉
• 工艺： 对导电玻璃降温
7
激光划线机2（重要设备）
• 工艺：这一步主要是划刻非晶硅a-Si，使用的532 纳米波长的绿激光器
• 要求：刻蚀速度、激光源寿命、操作系统是否简 单且方便操作、Dead area无用区域大小（三条 刻膜线总线宽）、划刻线宽、系统产能（MW/年） 8
雾度
• 为了增加薄膜电池半导体层吸收光的能力，光伏 用TCO 玻璃需要提高对透射光的散射能力，这一能力用（Haze） 来表示。雾度即为透明或半透明材料的内部或表面由于光 漫射造成的云雾状或混浊的外观。以漫射的光通量与透过 材料的光通量之比的百分率表示。一般情况下，普通镀膜 玻璃 要求膜层表面越光滑越好，雾度越小越好，但光伏 用TCO玻璃则要求有一定的光散射能力。目前，雾度控制 比较好的商业化TCO玻璃是AFG的PV-TCO玻璃，雾度值 一般为11％～15％。其中不包含散射时的直接透过率曲线。
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TCO镀膜玻璃的特性及种类
• 在太阳能电池中，晶体硅片类电池的电极是焊接 在硅片表面的导线，前盖板玻璃仅需达到高透光 率就可以了。薄膜太阳能电池是在玻璃表面的导 电薄膜上镀制p-i-n半导体膜，再镀制背电极。
• 透明导电氧化物的镀膜原料和工艺很多，通过科 学研究进行不断的筛选，目前主要有以下三种 TCO玻璃与光伏电池的性能要求相匹配。
TCO
• TCO（Transparent conducting oxide）玻璃，即透明导电 氧化物镀膜玻璃，是在平板玻璃表面通过物理或者化学镀 膜的方法均匀镀上一层透明的导电氧化物薄膜，主要包括 In、Sn、Zn和Cd的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料。
• TCO玻璃首先被应用于平板显示器中，现在ITO类型的导 电玻璃仍是平板显示器行业的主流玻璃电极产品。近几年， 晶体硅价格的上涨极大地推动了薄膜太阳能电池的发展， 目前薄膜太阳能电池占世界光伏市场份额已超过10％，光 伏用TCO玻璃作为电池前电极的必要构件，市场需求迅速 增长，成为了一个炙手可热的高科技镀膜玻璃产品。
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激光刻蚀性能
• 薄膜电池在制作过程中，需要将表面划分成多 个长条状的电池组，这些电池组被串联起来用以 提高输出能效。因此，TCO玻璃在镀半导体膜之 前，必须要对表面的导电膜进行刻划，被刻蚀掉 的部分必须完全除去氧化物导电膜层，以保持绝 缘。刻蚀方法目前有化学刻蚀和激光刻蚀两种， 但由于刻蚀的线条要求很细，一般为几十微米的 宽度，而激光刻蚀具有沟槽均匀，剔除干净，生 产效率快的特点。
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激光划线机1（重要设备）
• 工艺：这一步主要是划刻 氧化锡，使用的1064纳 米波长的红外激光器
• 要求：刻蚀速度、激光源寿命、操作系统是否简 单且方便操作、Dead area无用区域大小（三条 刻膜线总线宽）、划刻线宽、系统产能（MW/年）
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预热炉
• 工艺： 加热导电玻璃
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PECVD真空沉积系统，即等离子体 增强化学沉积(主要设备)
14
TCO
• 氧化锌基薄膜的研究进展迅速，材料性能 已可与ITO相比拟，结构为六方纤锌矿型。 其中铝掺杂的氧化锌薄膜研究较为广泛， 它的突出优势是原料易得，制造成本低廉， 无毒，易于实现掺杂，且在等离子体中稳 定性好。预计会很快成为新型的光伏TCO 产品。目前主要存在的问题是工业化大面 积镀膜时的技术问题。
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导电性能
• TCO导电薄膜的导电原理是在原本导电 能力很弱的本征半导体中掺入微量的其他 元素，使半导体的导电性能发生显著变化。 这些微量元素被称为杂质，掺杂后的半导 体称为杂质半导体。氧化铟锡（ITO）透明 导电玻璃就是将锡元素掺入到氧化铟中， 提高导电率，它的导电性能在目前是最好 的，最低电阻率达10-5Ωcm量级。
13Leabharlann FTO• SnO2镀膜也简称FTO，目前主要是用于生 产建筑用Low-E玻璃。其导电性能比ITO略 差，但具有成本相对较低，激光刻蚀容易， 光学性能适宜等优点。通过对普通Low-E的 生产技术进行升级改进，制造出了导电性 比普通Low-E好，并且带有雾度的产品。利 用这一技术生产的TCO玻璃已经成为薄膜 光伏电池的主流产品。
薄膜太阳能电池(非晶硅)
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非晶硅薄膜电池生产
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超声波玻璃清洗机（重要设备） （镀膜前清洗）
• 工艺：洗的是膜表面上的污垢和灰尘及一 种高分子材料
• 要求：导电玻璃,不在生产线上用，速度越 快越好；离线使用，单面清洗；导电玻璃 最初清洗的材料是一种高分子材料（类似 塑料），清洗液可能是水，也可能是四氢 呋喃THF。
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光伏电池对TCO镀膜玻璃的性能要求
• 1.光谱透过率 • 2.导电性能 • 3.雾度 • 4.激光刻蚀性能 • 5.耐气候性与耐久性
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光谱透过率
• 为了能够充分地利用太阳光，TCO镀膜 玻璃一定要保持相对较高的透过率。目前， 产量最多的薄膜电池是双结非晶硅电池， 并且已经开始向非晶/微晶复合电池转化。 因此，非晶/微晶复合叠层能够吸收利用更 多的太阳光，提高转换效率，即将成为薄 膜电池的主流产品。
磁控溅射系统（主要设备）
• 工艺：主要是透明氧化物TCO镀膜，金属 （银或铝）背电极镀膜
9
激光划线机3（重要设备）
• 工艺：这一步主要是划刻 铝或者银以及氧化锌膜， 使用的532纳米波长的绿激光器
• 要求：刻蚀速度、激光源寿命、操作系统是否简 单且方便操作、Dead area无用区域大小（三条 10 刻膜线总线宽）、划刻线宽、系统产能（MW/年）
12
ITO
• ITO镀膜玻璃是一种非常成熟的产品，具有透过 率高，膜层牢固，导电性好等特点，初期曾应用 于光伏电池的前电极。但随着光吸收性能要求的 提高，TCO玻璃必须具备提高光散射的能力，而 ITO镀膜很难做到这一点，并且激光刻蚀性能也较 差。铟为稀有元素，在自然界中贮存量少，价格 较高。ITO应用于太阳能电池时在等离子体中不够 稳定，因此目前ITO镀膜已非光伏电池主流的电极 玻璃。
20
耐气候性与耐久性
• TCO镀膜一般都使用“硬膜”镀制工艺， 膜层具有良好的耐磨性、耐酸碱性。光伏 电池在安装上以后，尤其是光伏一体化建 筑安装在房顶和幕墙上时，不适宜进行经 常性的维修与更换，这就要求光伏电池具 有良好的耐久性，目前，行业内通用的保 质期是二十年以上。因此，TCO玻璃的保 质期也必须达到二十年以上。
• 工艺： 非晶硅p-i-n镀膜 • 要求：电池转换率>6%、生产效率、玻璃
基片型号资料、价格
6
冷却炉
• 工艺： 对导电玻璃降温
7
激光划线机2（重要设备）
• 工艺：这一步主要是划刻非晶硅a-Si，使用的532 纳米波长的绿激光器
• 要求：刻蚀速度、激光源寿命、操作系统是否简 单且方便操作、Dead area无用区域大小（三条 刻膜线总线宽）、划刻线宽、系统产能（MW/年） 8