太陽(yáng)能光伏發(fā)電應(yīng)用技術(shù)-單結(jié)非晶硅太陽(yáng)電池

　　在非晶硅材料中，硅原子按照一定的鍵長(zhǎng)和鍵角相互間以無(wú)序方式結(jié)合形成四面體結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)中存在許多懸掛鍵，通過(guò)氫原子可以與懸掛鍵結(jié)合使之鈍化，形成氫化非晶硅(a-Si:H)。器件質(zhì)量級(jí)的非晶硅薄膜中氫含量為5%～ 15%。

　　常用太陽(yáng)電池材料的光吸收系數(shù)，可見(jiàn)氫化非晶硅材料光吸收系數(shù)較大。具有較高的光敏性。其吸收峰分布與太陽(yáng)光譜峰分布相近，有利于太陽(yáng)光的利用，故適合制作薄膜太陽(yáng)電池。雖然從光吸收來(lái)說(shuō)氫化非晶硅材料適合制備薄膜太陽(yáng)電池，但其本身也存在一些 難以克服的問(wèn)題。 首先，其光學(xué)帶隙在 1.7eV左右,這-帶隙的材料主要吸收可見(jiàn)光波段的太陽(yáng)光，對(duì)長(zhǎng)波段的太陽(yáng)光不敏感，這限制了非晶硅太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)換效率的提高;其次，非晶硅太陽(yáng)電池在光照下轉(zhuǎn)換效率會(huì)有所降低，即存在光致衰退效應(yīng)(S.W效應(yīng))，電池的穩(wěn)定性較差。針對(duì)非晶硅薄膜電池的光致衰退問(wèn)題，人們進(jìn)行了長(zhǎng)期的研究,并取得了顯著進(jìn)展。通過(guò)改善非晶硅材料的性能、優(yōu)化電池陷光結(jié)構(gòu)，Oerlikon公司制備的非晶硅電池轉(zhuǎn)換效率已達(dá)11.0%。

　　非晶硅薄膜太陽(yáng)電池通常分為兩種結(jié)構(gòu)，即P-I-N結(jié)構(gòu)和N-I-P結(jié)構(gòu)。其中,P-I-N型薄膜電池通常沉積在透明性較好的玻璃或耐高溫塑料襯底上;而N-I-P型薄膜薄膜電池通常沉積在不透明或透光性較差的聚酯或不銹鋼襯底上，P-I-N 型電池對(duì)應(yīng)能帶內(nèi)部的斜線表征帶尾態(tài)。由于非晶硅薄膜帶尾態(tài)的存在，非晶硅電池會(huì)產(chǎn)生一些無(wú)效光生載流子。因?yàn)镻層收集空穴，而空穴的遷移率較低，以P層作為迎光層,縮短了光生空穴向P層傳輸?shù)木嚯x，所以，在非晶硅電池中，般使用P層作為電池的窗口層，即太陽(yáng)光的入射層。