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微晶硅薄膜太阳能电池


河北工程大学毕业论文演示文稿

微晶硅薄膜是介于非晶硅和单晶硅之间的一种混合 相无序半导体材料,是由几十到几百纳米的晶硅颗粒 镶嵌在非晶硅薄膜中所组成的,它兼备了非晶硅和单 晶硅材料的优点,被认为是制作太阳电池的优良材料。

微晶硅薄膜太阳电池制备技术的研究

一、主要介绍微晶硅薄膜太阳电池的应用优势以及其可 应用的

领域。 二、主要介绍微晶硅薄膜太阳电池的结构特点。

三、将重点介绍微晶硅薄膜太阳电池的制备技术以及其 技术优化。

河北工程大学毕业论文演示文稿

同其它薄膜太阳电池相比,微晶硅薄膜太阳电池具有以下 应用优势: 具有低成本优势。 具有较高的电导率、高的吸收系数和无明显光致衰减现象。 具有易实现大面积制备、集成化等优点。 在对太阳光谱不同波段的有效光电转换方面与非晶硅薄膜 电池可形成很好的互补。

微晶硅薄膜太阳电池制备技术的研究

硅基薄膜玻璃衬底太阳电池组件结构完整、美观、 弱光发电效果好,除用于大型光伏电站外,还可安装于 建筑物任何部位并与建筑融为一体,完美演绎建筑光伏 一体化(BIPV)的绿色建筑理念。

成品薄膜太阳电池

河北工程大学毕业论文演示文稿

器件质量级微晶硅材料的表征
特性 晶体率(拉曼) 晶粒的方向(XRD) 暗电导率(AM1.5,100Mw/cm2 ) 光敏性 激活能 氧含量 缺陷态密度 要求 40%-70% (220)择优取向 10-8-10-7Ω -1 cm-1 102-103 ≥0.5eV 2×1019 cm-3 <1016 cm-3

微晶硅薄膜太阳电池制备技术的研究

增加I层的主要原因是需要利用I层来附加强的内建 电场以实现光生载流子的有效收集。 P层:最主要的作用是与N层一起建立内电场,同 时还对沉积在它上面的本征层起到了籽晶层的作用。 I层:是电池的核心部位、光生载流子的产生区。 N层:这是建立电池内电场的第二个掺杂层。

河北工程大学毕业论文演示文稿

三种制备技术的比较
制备技 术 HPDRFPECVD

优点 1.材料缺陷态密度低 2.易实现大面积均性 3.技术成熟

缺点 1.反应时腔内会形成大量粉尘 2.耗费大量能量 3.耗费大量气体,如氢气

典型转换效率 Rodchek等在1nm/s和 0.5nm/s的沉积速率下分别 得到了转化效率为6.6%和 8.1%的太阳能电池

VHFPECVD

能够有效地实现优质微 晶硅的高速生长

驻波效应、损耗波效应的存在, Y.Mai等人在1.1nm/s的沉 较难以实现大面积的均匀性, 积速率下得到了转换效率 工业化的大面积生产相对困难 为9.9%的太阳能电池

HWCVD

不存在离子轰击问题, 有利于生长出优质微晶 硅

高温导致缺陷态密度高

Klein等制备出9.4%的单结 微晶硅电池,但其沉积速 率只有0.1nm/s

微晶硅薄膜太阳电池制备技术的研究

PECVD等离子体增强化学气相沉积技术的原理是利用低温等离子体作能 量源,样品置于低气压下辉光放电的阴极上,利用辉光放电使样品升温到 预定的温度,然后通入适量的反应气体,气体经一系列化学反应和等离子 体反应,在样品表面形成固态薄膜。 1. P层的制备:在P-a-Si:H的基础上,通过加大氢稀释,适当调整辉光 功率、反应气压以及衬底温度,可以获得P-μc-Si:H薄膜。

2. N层的制备:它可用PH3+SiH4的混合气体辉光放电分解沉积得到。
3. I层的制备:I层可用辉光放电法分解SiH4得到。

其中衬底可选用普通玻璃,清洗可采用丙酮和酒精,并且做超声波处理。

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1. P层:P层作为PIN型微晶硅薄膜电池的窗口层,要求具有以下特性

高的电导率 低的光吸收即宽的光学带隙 较高的晶化率 少的缺陷态密度
3. I层:I 层是微晶硅薄膜太阳电池的核心部位,要求具有以下特性 良好的光吸收性能 良好的输运性能 2. N层:对于N层,一般要求是 与I层形成较高的势垒

与金属电极形成良好的欧姆接触

微晶硅薄膜太阳电池制备技术的研究

目前,要生产出高效率、低成本可进入市场投入商业 化应用的的优质微晶硅薄膜太阳电池,其制备技术还有待 进一步完善。 1.寻找好的制备技术。

2.优化P、I、N各层制备过程中的沉积参数,以提高微 晶硅薄膜太阳电池的应用特性。
3.优化透明导电膜的结构。


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