研究发现,在非硅衬底上很难形成较大的晶粒,并且容易在晶粒间形成空隙。解决这一问题办法是先用LPCVD在衬底上沉炽一层较薄的非晶硅层,再将这层非晶硅层退火,得到较大的晶粒,然后再在这层籽晶上沉积厚的多晶硅薄膜,因此,再结晶技术无疑是很重要的一个环节,目前采用的技术主要有固相结晶法和中区熔再结晶法。多晶硅薄膜电池除采用了再结晶工艺外,另外采用了几乎所有制备单晶硅太阳能电池的技术,这样制得的太阳能电池转换效率明显提高。德国费莱堡太阳能研究所采用区馆再结晶技术在FZSi衬底上制得的多晶硅电池转换效率为19%,日本三菱公司用该法制备电池,黑龙江单晶硅太阳能电池片生产,黑龙江单晶硅太阳能电池片生产,黑龙江单晶硅太阳能电池片生产,效率达16.42%。液相外延(LPE)法的原理是通过将硅熔融在母体里,降低温度析出硅膜。美国Astropower公司采用LPE制备的电池效率达12.2%。
硅太阳能电池的性能参数主要有:短路电流、开路电压、峰值电流、峰值电压、峰值功率、填充因子和转换效率等。
①短路电流(isc):当将太阳能电池的正负极短路、使u=0时,此时的电流就是电池片的短路电流,短路电流的单位是安培(a),短路电流随着光强的变化而变化。
②开路电压(uoc):当将太阳能电池的正负极不接负载、使i=0时,此时太阳能电池正负极间的电压就是开路电压,开路电压的单位是伏特(v)。单片太阳能电池的开路电压不随电池片面积的增减而变化,一般为0.5~0.7v。
③峰值电流(im):峰值电流也叫比较大工作电流或比较好工作电流。峰值电流是指太阳能电池片输出比较大功率时的工作电流,峰值电流的单位是安培(a)。
④峰值电压(um):峰值电压也叫比较大工作电压或比较好工作电压。峰值电压是指太阳能电池片输出比较大功率时的工作电压,峰值电压的单位是v。峰值电压不随电池片面积的增减而变化,一般为0.45~0.5v,典型值为0.48v。
多晶硅薄膜太阳能电池
通常的晶体硅太阳能电池是在厚度350~450μm的高质量硅片上制成的,这种硅片从提拉或浇铸的硅锭上锯割而成。因此实际消耗的硅材料更多。为了节省材料,人们从70年代中期就开始在廉价衬底上沉积多晶硅薄膜,但由于生长的硅膜晶粒大小,未能制成有价值的太阳能电池。为了获得大尺寸晶粒的薄膜,人们一直没有停止过研究,并提出了很多方法。目前制备多晶硅薄膜电池多采用化学气相沉积法,包括低压化学气相沉积(LPCVD)和等离子增强化学气相沉积(PECVD)工艺。此外,液相外延法(LPPE)和溅射沉积法也可用来制备多晶硅薄膜电池。化学气相沉积主要是以SiH2Cl2、SiHCl3、Sicl4或SiH4,为反应气体,在一定的保护气氛下反应生成硅原子并沉积在加热的衬底上,衬底材料一般选用Si、SiO2、Si3N4等。
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