新聞中心

EEPW首頁 > 電源與新能源 > 設計應用 > 大面積單結集成型a-Si:H太陽電池的結構設計與制備分析

大面積單結集成型a-Si:H太陽電池的結構設計與制備分析

作者: 時間:2011-02-13 來源:網(wǎng)絡 收藏

摘要:a-技術,并工藝對其性能的影響。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/179849.htm

關鍵詞:設計

Structural Device and Preparation Analysis of Large Area
Single Junction Integrated a- Solar Cells

Abstract: This psper reports structural device of large area single junction integrated amorphous silicon solar cells,and analyses influence on performance by preparation.

Keywords:Solar Cell Device Analysis

1引言

a-的出現(xiàn),猶如一道曙光,照亮了太陽電池大規(guī)模地面向應用的道路,經(jīng)過十幾年的發(fā)展,其工藝日趨穩(wěn)定和成熟,它巧妙的和廉價的工藝向人們說明:太陽能要從補充能源走向替代能源,這種技術和制備方法是必須采納的,否則太陽電池昂貴的價格將會成為其發(fā)展的瓶頸。本文闡述了a-Si:H太陽電池的結構設計與制備,同時對影響其性能的工藝參數(shù)進行了討論。

2a-Si:H太陽電池的結

構設計

2.1a-Si:H太陽電池的結構

  a-Si:H太陽電池是在玻璃基板上利用輝光放電沉積形成非晶硅PIN結構的平板式光電換能器件,單電池的結構如圖1所示,當太陽光照射到電池上時,電池吸收光能產(chǎn)生電子-空穴對,在光電池的內(nèi)建電場作用下,光生電子和空穴被分離,光電池的兩端出現(xiàn)異性電荷積累,即產(chǎn)生光生電壓,若在兩側引出電極并接上負載,則負載中就有光生電流流過,從而獲得功率輸出。圖2示出了a-Si:H太陽電池的等效電路。IL為光生電流,Id為二極管的暗電流,Rsh為并聯(lián)電阻,Rs為串聯(lián)電阻,RL為負載電阻。

  目前,a-Si:H單電池的開路電壓Uoc約為0.8V,工作電壓Um約為0.55V,短路電流密度Jsc約為13.4mA/cm2,工作電流密度Jm約為11mA/cm2。這么小的電能輸出基本上沒有用處,若要輸出較高的電壓和較大的電流,就必須在結構上采取有效的串并聯(lián)措施。

Yh1.gif (4154 字節(jié))

圖1a-Si:H單電池結構 圖2a-Si:H太陽電池的等效電路

2.2集a-Si:H太陽電池的結構設計

為了獲得一定的功率輸出,就必須把眾多的a-Si:H太陽電池有效地串并聯(lián)起來,然而,a-Si:H太陽電池是一種薄膜器件,靠外引線串聯(lián)既不可靠也不方便,因而在制備時就必須考慮在內(nèi)部集成。圖3示出了它的內(nèi)部集成結構圖。圖中1、2、3、4為四個單電池,組合形式為串聯(lián),電流流動方向如圖中所示。

Yh3.gif (5022 字節(jié))

圖3集成型a-Si:H太陽電池的內(nèi)部結構圖

若要設計一個給6V、4AhVRLA蓄電池充電的a-Si:H太陽電池組件,那么所需的太陽電池組件的工作電壓為:

Um≥3×UT+Ud=8V

式中:UT為VRLA蓄電池的過充閾值電壓,Ud為防反充二極管的正向壓降。

由于單節(jié)a-Si:H太陽電池的工作電壓約為0.55V,則至少需15節(jié)電池串聯(lián),若按C/10的電流充電,則所需的a-Si:H太陽電池組件的輸出電流至少應大于400mA,那么單節(jié)太陽電池的面積至少應大于37cm2,考慮到內(nèi)部串聯(lián)布線所占的面積,最后單節(jié)太陽電池的面積取為1×51cm2。

因此所要求的a-Si:H太陽電池組件為15節(jié)單電池面積為1×51cm2的太陽電池串聯(lián)。

3成型a-Si:H太陽電池的制備分析

a-Si:H太陽電池由多層薄膜有機結合而成,制備時按圖4的工藝順序制作。

Yh4.gif (3051 字節(jié))

圖4a-Si:H太陽電池工藝順序


上一頁 1 2 下一頁

評論


相關推薦

技術專區(qū)

關閉