非晶硅薄膜太阳能电池基础知识
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非晶硅薄膜太阳能电池应用分析1. 简介非晶硅薄膜太阳能电池是一种主要由非晶硅薄膜材料制成的光伏电池。
本章将介绍非晶硅薄膜太阳能电池的基本原理和优点,以及其在太阳能行业中的前景和应用。
2. 非晶硅薄膜太阳能电池的技术原理本章将详细介绍非晶硅薄膜太阳能电池的技术原理,包括其制备、结构、物理特性等方面的内容。
同时,还将重点探讨非晶硅薄膜太阳能电池的能量转换效率、光电性能、光损失等方面的问题。
3. 非晶硅薄膜太阳能电池的应用现状本章将介绍非晶硅薄膜太阳能电池在各个领域的应用情况,包括建筑、汽车、移动电源、航空航天等方面。
同时,还将分析非晶硅薄膜太阳能电池在实际应用中面临的挑战和前景。
4. 非晶硅薄膜太阳能电池的未来发展方向本章将分析非晶硅薄膜太阳能电池的未来发展趋势和方向。
主要从材料、工艺、结构和技术方面探讨非晶硅薄膜太阳能电池的改进和提高能量转换效率等方面的发展。
5. 结论本文对非晶硅薄膜太阳能电池的技术原理、应用现状和未来展望进行了比较全面的介绍和分析。
结合当前的环境和产业背景,本文认为非晶硅薄膜太阳能电池具有广阔的市场前景,并有望在未来成为太阳能电池领域的主流产品之一。
第一章:简介随着全球能源需求的不断增长和对可再生能源的需求越来越强烈,太阳能电池作为最具代表性的新能源技术之一,正变得越来越受到人们的关注。
非晶硅薄膜太阳能电池(Amorphous Silicon Thin Film Solar Cell,简称a-Si电池)是目前人们对太阳能电池的一种有效研究和开发方向之一。
相较于传统的多晶硅太阳能电池和单晶硅太阳能电池,a-Si电池具有材料和制造成本低、可扩展性高、透明性好等特点。
本章将介绍非晶硅薄膜太阳能电池的基本原理和优点,以及其在太阳能行业中的前景和应用。
1.1 非晶硅薄膜太阳能电池的基本原理多晶硅太阳能电池和单晶硅太阳能电池的构造非常相似,主要由n型硅和p型硅两种材料组成。
在阳光的照射下,太阳能会被电池中的半导体材料吸收,产生电子与空穴。
非晶硅太阳电池非晶硅太阳电池,也被称为非晶硅薄膜太阳电池,是一种利用非晶硅材料制成的光伏电池。
非晶硅太阳电池具有柔性、轻薄和低造价等优点,适用于一些特殊场合和应用领域。
本文将从非晶硅材料的特性、非晶硅太阳电池的结构和工作原理、非晶硅太阳电池的优缺点以及应用领域等方面进行详细介绍。
非晶硅是一种非晶态的硅材料,其原子结构杂乱无序,与晶体硅相比,非晶硅具有更高的能量转换效率和更低的制造成本。
非晶硅太阳电池通常由玻璃或塑料基底、透明导电薄膜、非晶硅光伏层、背电极和接线等部分组成。
非晶硅太阳电池使用非晶硅材料作为光伏层,其中掺杂了少量的杂质元素,使得材料具有较高的光电转换效率。
非晶硅太阳电池的工作原理主要基于光伏效应,即光子入射到非晶硅光伏层上后被吸收,释放出电子和空穴,并在电场的作用下分别流向背电极和透明导电薄膜,从而形成电流。
非晶硅太阳电池的光伏转换效率与光伏层的材料性能、光伏层的厚度、非晶硅材料的电学性质等因素密切相关。
非晶硅太阳电池具有以下优点:首先,非晶硅太阳电池可以制备成柔性和轻薄的结构,适应各种复杂的曲面和形状,具有更广阔的应用空间;其次,非晶硅太阳电池的制造成本较低,生产工艺简单,可以实现大规模生产和应用;此外,非晶硅太阳电池在低光强和低温环境下具有较高的光电转换效率,适用于一些特殊应用领域。
然而,非晶硅太阳电池也存在一些缺点:首先,非晶硅太阳电池的光电转换效率相比于其他材料的太阳电池要低一些;其次,非晶硅太阳电池对光强和温度的变化较为敏感,在高温和强光环境下效果较差;另外,非晶硅太阳电池的使用寿命较短,一般在10年左右。
非晶硅太阳电池在一些特殊领域有广泛应用。
例如,在电子设备领域,非晶硅太阳电池可以用于制备柔性和可折叠的光伏电池组件,为电子设备提供可持续的电力;在建筑领域,非晶硅太阳电池可以嵌入到建筑材料中,如玻璃幕墙、屋顶瓦片等,实现建筑一体化太阳能利用;此外,非晶硅太阳电池还可以应用于一些便携式充电设备、户外太阳能供电系统等领域。
非晶硅太阳电池的原理2010-11-1314:54目录一、非晶硅薄膜太阳电池基础知识简介二、非晶硅薄膜太阳电池生产线及制造流程简介三、国产提供的非晶硅薄膜太阳电池生产线介绍一、非晶硅薄膜太阳电池基础知识简介1976年美国RCA实验室的D.E.Conlson和C.R.Wronski在Spear形成和控制p-n结工作的基础上利用光生伏特(PV)效应制成世界上第一个a-Si太阳能电池,揭开了a-Si在光电子器件或PV组件中应用的幄幕。
目前a-Si多结太阳能电池的最高光电转换效率己达15%。
图1为一般单结的非晶硅太阳能电池结构图,图2为非晶硅太阳能电池图1非晶硅太阳能电池结构图图2非晶硅柔性太阳能电池第一层,为普通玻璃,是电池载体。
第二层为绒面的TCO。
所谓TCO就是透明导电膜,一方面光从它穿过被电池吸收,所以要求它的透过率高;另一方面作为电池的一个电极,所以要求它导电。
TCO制备成绒面起到减少反射光的作用。
太阳能电池就是以这两层为衬底生长的。
太阳能电池的第一层为P层,即窗口层。
下面是i层,即太阳能电池的本征层,光生载流子主要在这一层产生。
再下面为n 层,起到连接i和背电极的作用。
最后是背电极和Al/Ag电极。
目前制备背电极通常采用掺铝ZnO(A1),或简称AZO。
由于a-Si(非晶硅)多缺陷的特点,a-Si的p-n结是不稳定的,而且光照时光电导不明显,几乎没有有效的电荷收集。
所以,a-Si太阳能电池基本结构不是p-n 结而是p-i-n结。
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势,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,光电导/暗电导比在105~106,此区中光生电子、空穴是光伏电力的源泉。
非晶体硅结构的长程无序破坏了晶体硅电子跃迁的动量守恒选择定则,相当于使之从间接带隙材料变成了直接带隙材料。
中文摘要中文摘要非晶硅太阳能电池作为一种新型太阳能电池,其原材料来源广泛、生产成本低、便于大规模生产,因而具有广阔的市场前景。
它具有较高的光吸收系数,在0.4~0.75um的可见光波,其吸收系数比单晶硅要高出一个数量级,比单晶硅对太阳能辐射的吸收率要高40倍左右,用很薄的非晶硅膜(约1um厚)就能吸收约80%有用的太阳能,且暗电导很低,在实际使用中对低光强光有较好的适应,特别适用于制作室内用的微低功耗电源,这些都是非晶硅材料最重要的特点,也是它能够成为低价太阳能电池的重要因素。
非晶硅薄膜电池由于没有晶体硅所需要的周期性原子排列要求,可以不考虑制备晶体所必须考虑的材料与衬底间的晶格失配问题,在较低的温度(200摄氏度左右)下可直接沉积在玻璃、不锈钢、塑料膜和陶瓷等廉价衬底材料上,工艺简单,单片电池面积大,便于工业化大规模生产,同时亦能减少能量回收时间,降低生产成本。
另外,非晶硅的禁带宽度比单晶硅大,随制备条件的不同约在1.5~2.0eV的范围内变化,这样制成的非晶硅太阳能电池的开路电压高,同时,还适合在柔性的衬底上制作轻型的太阳能电池,可做成半透明的电池组件,直接用做幕墙和天窗玻璃,从而实现光伏发电和建筑房屋一体化。
总之,非晶硅薄膜电池具有生产成本低、能量回收时间短、适于大批量生产、弱光响应好以及易实现与建筑相结合、适用范围广等优点。
关键字:非晶硅薄膜;光致衰退效应;界面态;太阳能电池I目录目录中文摘要 (I)第一章非晶硅薄膜太阳电池 (1)第一节非晶硅薄膜太阳电池基础知识简介 (1)第二节非晶硅薄膜太阳电池生产线及制造流程简介 (4)第二章非晶硅薄膜太阳电池应用分析 (7)第一节非晶硅电池特点 (7)第二节非晶硅电池光致衰退效应 (8)第三节非晶硅电池性能影响因素及发展前景 (9)第三章总结 (11)致谢 (12)参考文献 (13)II第一章 简易文本编辑器内容和功能第 1 页第一章 非晶硅薄膜太阳电池第一节 非晶硅薄膜太阳电池基础知识简介1976年美国RCA 实验室的D.E.Conlson 和C.R.Wronski 在Spear 形成和控制p-n 结工作的基础上利用光生伏特(PV)效应制成世界上第一个a-Si 太阳能电池,揭开了a-Si 在光电子器件或PV 组件中应用的幄幕。