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张力薛钰芝
综观全球,由工业化造成的能源短缺,温室效长程无序、短程有序,原子之间的键合类似晶体
应和环境污染已经成为个全球性难题。发展新能硅,形成一种共价无规网状结构,这种结构不是无
源已经成为可持续发展战略的重要组成部分。专家规理想的网络模型,其中含有一定量的结构缺陷,
分析预测,未来光伏产业发展的年增长率在悬挂键、断键、空洞等。年,等人利用
%之间,光伏发电将很快发展成巨大的市场。与硅烷直流辉光放电技术制备了——材料,
燃煤比较,光伏发电兆瓦·时电力可少即用补偿了悬挂键等缺陷态,实现了非晶硅材料
产生排放。到本世纪的二三十年代,太阳的掺杂,制成非晶硅太阳电池,开始了非晶硅材料
能发电成本有可能降低到与常规电价相竞争的水应用的新时代。非晶硅太阳电池制备采用低温工艺
平,一个广泛的大规模利用太阳能和可再生能源的技术约,耗材少电池厚度小于,
新时代正在来临。器件和材料同时完成,便于大规模生产,所以在降
非晶硅太阳电池由于生产成本较低、工艺简单、低成本方面具有很大潜力,受到了人们的重视。但
节省原料等优点在太阳能光伏发电方面具有很大优非晶硅光伏技术的发展并不快,主要原因是光诱导
势。本文就非晶硅电池的发展过程、工作原理、沉积衰变严重。近年由于新的工艺技术的引进,非晶硅
方法、优缺点,以及未来发展方向等进行了阐述。电池才取得了更大的发展。表显示了一些公司的
非晶硅太阳电池的发展—电池的性能。
非晶硅的研究始于世纪年代。非晶硅半导非晶硅太阳电池的工作原理及结构
体材料—最基本的特征是组成原子的排列为. 原理
表几种非晶硅电池

—而■
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非晶硅太阳电池同单晶硅电池的工作原理类沉积非晶硅的方法中,的原料气一般
似,都是利用半导体的光伏效应实现光电转换。与单采用,制备叠层电池时用和,加入
晶硅电池不同的是非晶硅中光生载流子只有漂移运可同时实现掺杂。和在低温等离
动而无扩散运动,原因是由于非晶硅结构中的长程子体的作用下分解产生—或—薄膜。法
无序和无规网络引起的极强散射作用使载流子的扩具有许多优点,如低温工艺和大面积薄膜的生产等,
散长度很短,光生载流子由于扩散长度的限制将会适合于大面积生产。
很快复合而不能被收集。为了能有效地收集光生载. 几种典型的非晶硅太阳电池生产工艺
流子,电池设计成型,其中层是入射光层,层是日本公司采用卷一卷——工艺在塑
本征吸收层,处在和产生的内建电场中,当入射光料薄膜上制备—/—双结、—/—/—
通过进入层后,产生空穴一电子对,光生载流子一三结太阳电池,衬底型—/—双结、—/—/
旦产生后就由内建电场分开,空穴漂移到边,电子—三结电池具有经由薄膜上的孔串联结
漂移到边,形成光生电流和光生电压。构。——全部工艺由个室和个溅射室组
. 非晶硅太阳电池的结构成,—采用法制备,原料气采用一:。通
非晶硅太阳电池可以玻璃、不锈钢、柔性衬底过控制加热温度把网纹状的电极溅射沉积在塑
塑料等、陶瓷等为衬底,图为种典型的薄膜太阳料薄膜上,这种网纹状的电极在波长大于的
电池的结构: 情况下促进了光吸收。.沉积过程的主要工艺参
数如下:为了提高沉积速度射频能量从