硅基薄膜太阳电池研究进展及趋势——赵雷.pdf

. 硅基薄膜太阳电池的优势2. 硅基薄膜太阳电池的劣势3. 提高硅基薄膜太阳电池性能的途径4. 影响硅基薄膜太阳电池性能的因素5. 硅基薄膜太阳电池最新研究进展6. 硅基薄膜太阳电池发展趋势7. 致谢1. 薄膜硅太阳电池的优势?制作在廉价衬底上,硅原料丰富,采用薄膜类型更节约材料成本;?吸收系数大、光谱响应宽;?低温(~200oC)工艺制备,耗能小;?单片集成面积大,美观大方;?弱光响应好,阴天可发电;?使用寿命长,硅材料本身无毒、无污染;?衬底既可以是玻璃等刚性衬底,也可以是不锈钢、塑料等柔性衬底,应用范围广。玻璃衬底非晶硅电池玻璃衬底微晶硅电池柔性衬底硅薄膜电池(a-Si:H电池、a-Si:H/a-Si:H双结电池、a-Si:H/μc-Si双结电池、a-Si:H/a-SiGe:H双结或三结电池等)2. 硅基薄膜太阳电池的劣势●非晶相的光致衰退效应,造成电池性能稳定性差●叠层电池结构增大了工艺复杂性和设备成本●性能提升速度慢,产业化效率仍偏低●系统安装占地面积大●竞争对手技术进步快,性价比优势不再明显组件类型产业化效率(%)组件售价(€)单晶硅15-16~ -15~ ~ 6~ -10~ -13~ -12~ . 提高硅基薄膜太阳电池性能的途径叠层太阳电池仍是首选*更宽光谱吸收*更小的载流子热驰豫能量损失*更高的光生电压*更高的转换效率*更好的稳定性半导体材料带隙造成能量损失(a-Si:H 带隙约~ eV、μc-Si ~ eV)24% for Si32% for Si解决途径3. 提高硅基薄膜太阳电池性能的途径a-Si:H/μc-Si双叠层a-Si:H/a-SiGe/a-SiGe三叠层叠层太阳电池效率与各层带隙的理论关系4. 影响硅基薄膜太阳电池性能的因素(1)捕光结构●迎光面减反射结构●背光面增强反射结构●中间选择性增反射结构(2)光伏材料层●光吸收层(i层)●掺杂层(p、n层)(3)电池结构(p-i-n)●材料层的淀积顺序●异质结界面结构●子电池间隧道结连接(4)电流收集层●TCO电极5. 硅基薄膜太阳电池最新研究进展?电池迎光面减反射涂层(SiO2TiO2微球)5. 硅基薄膜太阳电池最新研究进展?TCO绒面LPCVD淀积ZnO:B+等离子体处理MOCVD淀积ZnO:B商购Asahi U SnO2 :F溅射淀积ZnO:Al + 稀盐酸刻蚀5. 硅基薄膜太阳电池最新研究进展?中间选择性反射器ZnO:BSiOx