太阳电池

目前，单晶硅太阳电池的输出电压约为0.6V左右，其最大输出的功率和 太阳电池本身的效率与表面积有关。譬如说一个效率16%、6时的太阳电 池，最大输出功率约为2.5W。一个太阳电池输出电压和输出功率对大部分的 电器产品相对偏低，要和一般用电兼容或配合应用，就将多个太阳电池并联和串联起来形成模块(module),其中串联的功用，是为了提高输出电压，而并联的功用，是为了增加输出功率。同样的道理，若需要再提高模块的输出电压或 输出功率，多个模块并联或串联起来就形成数组（array)系统。而一般太阳能应 用系统（system),不仅只有电池、模块、或数组，还可能包括储电装置(storage devices)、功率调 器（power conditioner)、和安装固定结构（mounting structures),这些接口设备，统称为平衡系统（balance of systems)。下面，我们 就简单地介绍太阳电池的基本结构，了解太阳电池工作原理、制造程序，包括半导体材料。 在不同的材料和制造工艺程序下，会产生不同结构的太阳电池。但归纳而言，太阳电池最基本的结构可分为基板、p-n二极管、抗反射层、和金属电极 四个主要部分。基板（substrate)是太阳电池的主体，p-n二极管是光生伏特效应 的来源，抗反射层乃在减少入射光的反射来增强光电流，金属电极则是连接器件和外部负载。 所谓ingot-based的太阳电池是使用芯片（wafer) 当基板，芯片本身就是光生伏特的作用区。因为是用芯片作基板，一般就使用扩散（diffusion)工艺技 术，在p-型芯片上进行n-型扩散，或在n-型芯片上进行p-型扩散，形成p-n二极管。单晶娃和多晶硅太阳电池都是ingot-based，其芯片是由硅ingot切割而 得。工业界使用的太阳电池硅芯片，大都是p型。当然硅芯片的制造，不一定 非由ingot切割不可，也有其它特殊的方式，如ribbon或sheet制造方式。 薄膜太阳电池则可以使用玻璃、塑料、陶瓷、石墨，金属片等不同材料当基板，非晶或多晶薄膜光生伏特器件则沉积在基板上，基板本身并不参与光生 伏特作用。在薄膜太阳电池制造上，可使用各式各样的沉积技术，一层又一层 地把P-型或n-型材料沉积上去。常见的薄膜太阳电池有非晶硅、CUInSe2 (CIS)、CuInGaSe2 (CIGS)、和CdTe薄膜。随着薄膜技术的发展， microcrystalline，甚至nanocrytalline硅薄膜也被研究开发。薄膜太阳电池大优点就是生产成本较低，但其效率和稳定性较差。 III-V族（如GaAs、InP、GaN)太阳电池，则是使用不同的外延（epitaxy) 技术，如 metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD)，或 molecular beam epitaxy (MBE)方法，将p-型和n-型晶体直接长在芯片基板上，而基板本身通 常也不参与光生伏特作用。这样的epitaxy方式生长晶体的优点，使得电池结构 多样化，例如：异质结、多结、量子井、量子点、和超晶格等结构。正因如此，III-V族太阳电池通常具有较高的效率，但其生产成本也相对的偏高。 太阳电池的光照面一般都会有抗反射层或texture结构，来减少入射阳光的反射。如果没有的话，入射阳光会有约30%的反射损失，这对太阳电池而言足是相当严重的。晶硅太阳电池一般是使用氮化硅（SiN)来形成抗反射层，它不仅 能有效地减少入射光的反射，而且还有钝化（passivation)的作用，甚至能保 护太阳电池，有防刮伤、防湿气等功能。除了使用抗反射层外，一般单晶硅太 阳能电池，期光照的表面都会先经过texture处理，来更进一步地减少入射阳光 的反射。这个texture处理，会在表面形成大小不等的金字塔（pyramid)结构， 让入射光至少要经过芯片表面的二次反射，因此就大大地降低了入射光经过第 一次反射就折冋的几率。需要注意的是，因texture金字塔的大小约儿个um, 而一般n-型扩散的深度只有0.5um作用，所以二极管实际上是形成于textur金字塔的表面。[url=http://www.hyxyyq.com][color=#ffffff]手持万用表[/color][/url][url=http://www.hyxyyq.com][color=#ffffff]http://www.hyxyyq.com[/color][/url] 太阳电池需要金属电极一层来连接外部的电路。通常，光入射的表面有二条平行条状金属电极来提供外界连接的焊接处。背表面通常会全部涂上一层所谓的back surface field (BSF)金属层，在光入射的表面，会从条状金属电极，伸展出 一列很细的金属手指（finger)。BSF金属层可以增加载流子的收集，还可回收没 有被吸收的光子。金属finger的设计，除了要能有效地收集载流子，而且要尽 量减少金属线遮蔽入射光的比例，因光照面的金属线通常会遮蔽3〜 5%的入射 光。太阳电池金属电极用的材料通常是铝和其它金属的合金，但在薄膜太阳电池中，为了实现一体成型（monolithically)的要求，上层金属电极则会使用透明导电的氧化物 transparent conducting oxide (TCO)。 必须注意的是，有别于一般平板（flat plate)模块的结构，太阳电池还可以 使用额外的聚光器（concentrator)来增加入射光的强度。聚光器可以是一般透 镜，或是特殊结构的Fresne透镜，或者甚至是Fresnel zone plate。聚光器的使 用，可以大幅度地提高系统光照的有效面积。但是，聚光器要求太阳电池的正 射，因此应用上必须配合tracking系统。

单晶硅太阳电池的温度和光强特性《材料研究与应用》2008年04期中文, 谢谢!!

[align=center][b]柔性衬底非晶硅薄膜太阳电池的研究陈宇华中科技大学[/b][/align]摘要：[color=#666666]随着能源问题的日益突出,近年来太阳电池光伏发电技术发展迅猛。聚合物衬底柔性薄膜太阳电池凭借其耗材少、成本低、可卷曲（柔性）、重量比功率高、轻便等特点成为当前太阳电池研究领域的热点。 聚酰亚胺（PI）膜具有耐高温等优点,被本研究选作了柔性衬底材料。针对聚合物材料光透过率普遍偏低的情况,本研究设计了“柔性衬底/Al底电极/N/I/P/TCO（透明导电薄膜）”的倒结构柔性太阳电池,并制定了相应的工艺制备方案。 PI膜在高温200℃以上存在气体释放现象,本研究提出了PI膜的预烘（prebake）工艺,以解决PI膜高温释放气体问题,并通过实验确定了最佳的预烘工艺条件。在此基础上,为了保证沉积在PI膜上的Al底电极不掉膜不脱落,本研究探索了制备高电导、良好附着性的Al底电极的工艺。 本研究通过在PECVD沉积非晶硅薄膜的过程中通入CH4来制备宽带隙a-SiC:H薄膜作为电池窗口层以提高电池的性能,研究优化了其制备工艺条件。同时研究了获得高光暗电导比(δph/δd＞105)的本征非晶硅层的制备工艺以及获得高暗电导的N型非晶硅膜... [/color]更多[url=https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbcode=CMFD&dbname=CMFD2010&filename=2009228005.nh]柔性衬底非晶硅薄膜太阳电池的研究 - 中国知网 (cnki.net)[/url]