時間:2021-09-18 17:43:44來源:維科網(wǎng)
國際上采用的標(biāo)準(zhǔn)條寬約1cm,稱為一個子電池,用內(nèi)部連接的方式將各子電池串連起來,因此集成型電池的輸出電流為每個子電池的電流,總輸出電壓為各個子電池的串聯(lián)電壓。在實際應(yīng)用中,可根據(jù)電流、電壓的需要選擇電池的結(jié)構(gòu)和面積,制成非晶硅太陽能電池。
第一層為普通玻璃,是電池的基底。
第二層為TCO,即透明氧化物導(dǎo)電膜
一方面光從它穿過被電池吸收,所以要求它的光透過率高;另一方面作為電池的一個電極,所以要求它能夠?qū)щ?。TCO 一般制備成絨面,主要起到減少反射光從而增加光的吸收率的作用。太陽能電池就是以這兩層為襯底沉積形成的。
太陽能電池的第一層為P層,即窗口層;其次是i 層,即太陽能電池的本征層,光生載流子主要在這一層產(chǎn)生;然后是n層,起到連接i極和背電極的作用。最后是背電極和Al/Ag 電極。
由于a-Si(非晶硅)多缺陷的特點,a-Si 的p-n 結(jié)是不穩(wěn)定的,而且光照時光電導(dǎo)不明顯,幾乎沒有有效的電荷收集。所以,a-Si 太陽能電池基本結(jié)構(gòu)不是p-n結(jié)而是p-i-n 結(jié)。摻硼形成P 區(qū),摻磷形成n 區(qū),i 為非雜質(zhì)或輕摻雜的本征層(因為非摻雜的a-Si 是弱n 型)。重?fù)诫s的p、n 區(qū)在電池內(nèi)部形成內(nèi)建勢,以收集電荷。同時兩者可與導(dǎo)電電極形成歐姆接觸,為外部提供電功率。i 區(qū)是光敏區(qū),此區(qū)中光生電子、空穴是光伏電力的源泉。入射光盡可能多地進(jìn)入i區(qū),最大限度地被吸收,并有效地轉(zhuǎn)換為電能,因此對i區(qū)要求是既保證最大限度地吸收入射光,又要保證光生載流子最大限度地輸運到外電路。
非晶體硅結(jié)構(gòu)的長程無序破壞了晶體硅電子躍遷的動量守恒選擇定則,相當(dāng)于使之從間接帶隙材料變成了直接帶隙材料。它對光子的吸收系數(shù)很高,通常0.5μm 左右厚度的a-Si 就可以將敏感譜域的光吸收殆盡。所以,p-i-n 結(jié)構(gòu)的a-Si 電池的厚度取0.5μm 左右,而作為死光吸收區(qū)的p、n 層的厚度在10nm 量級。
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