第四章--薄膜太阳能电池

非晶硅太阳能电池的结构为：P-I-N结构和N-I-P结构
P-I-N结构：沉积在透明性较好的玻璃或耐高温塑料衬底上 N-I-P结构：沉积在不透明或者透光性较差的聚酯或不锈钢衬底上
P层收集空穴，而空穴的迁移率较低，以P层作为迎光层， 缩短了光生空穴向P层传输距离。 P层作为电池的窗口——太阳光的入射层
非晶硅太阳电池结构特点
非晶硅中原子的分布不完全是 遵从着正四面体的规律，即非 晶硅中原子的分布基本上是正 四面体的形式，但是却发生了 变形，即产生出了许多缺陷— 出现大量的悬挂键和空洞等， 如图所示，他们提供了电子-空 穴对的复合的场所,所以通常非 晶材料的光电导很低，掺杂对 费米能级位置的调节作用也很 小，这种a-Si材料没有应用价 值。
非晶硅太阳电池缺点
效率偏低 性能衰减问题
非晶硅太阳电池结构特点
非晶硅太阳 电池结构
单结非晶硅电池
非晶硅/非晶硅双结结构
多结叠层电池 非晶硅/非晶硅锗双结结构
非晶硅/微晶硅双结结构 非晶硅/非晶硅锗/非晶硅锗三叠层结构 非晶硅/微晶硅/微晶硅三叠层结构
利用不同带隙材料的吸收特性，组成多结电4.7%
第四章 薄膜太阳能电池
薄膜电池
非晶硅 硅基薄膜电池 微晶硅
多晶硅 碲化镉（CdTe）
多元化合物电池 铜铟镓硒(CIGS)
燃料敏化太阳能电池（DSSC） 有机薄膜太阳能电池(OPV)
薄膜太阳能电池的特点
材料用量少
非晶硅太阳电池的厚度<1um 晶体硅太阳电池的基本厚度为180-200um
非晶硅太阳电池结构特点
非晶硅中的悬空键可以被氢所 填充，经氢化之后，非晶硅的 悬空键密度会显著减小。研究 表明，H在a-Si:H中是以SiH键、 (SiHHSi)n、分子氢(H2)等多种 键合方式存在，只有SiH才能饱 和Si悬挂键，减少禁带中的悬 空键密度,这样的材料才表现出 良好的电学性能。
非晶硅太阳电池——特性
生产成本低
可以使用在价格低廉的陶瓷、石墨、金属片等不同材料当基板来制造
制造过程能耗少
非晶硅制造，基本温度仅200-2500C 单晶体硅需要在14120C以上多次溶解
制造工艺简单，可连续、大面积、自动化生产 高温性良好 弱光响应好，充电效率高
非晶硅太阳电池结构特点
晶体硅通常呈正四面体排列， 每一个硅原子位于正四面体的 顶点，并与另外四个硅原子以 共价键紧密结合。这种结构可 以延展得非常庞大，从而形成 稳定的晶格结构----长程有序 性
太阳每年投射到面上的辐射能高达_____kW·h, 按目前太阳的质量消耗速率计，可维持6×1010年
A 2.1×1018 B.5×1018 C1.05×1018 D. 4.5×1018
目前单晶硅太阳电池的实验室最高效率为___，由
澳大利亚新南威尔士大学创造并保持。
A．17.8%
B.30.5%
C. 20.1%