研究表明,硅基薄膜电池效率光致衰退的主要原因是本征非晶硅的S-W效应。因此,如何制备高稳定性的本征硅基薄膜材料成为研究的重点。为了克服材料的S-W效应,人们从理论上、工艺上和沉积方法上开展了全面的研究。为了揭示S-W效应的起因,在理论上人们提出有关S-W效应机制的各种微观模型:如Si-Si弱键模型;电荷转移模型;再杂化双位模型;Si-H弱键模型以及桥键模型等。尽管目前国际学术界对S-W效应起因的解释还不一致,但在大多数模型中都提到H在光诱导变化中可能起重要作用。为了减少材料中的H含量,在制备方法方面分别采用了电子回旋共振化学气相沉积(ECR—CvD)、氢根化学气相沉积(HR-CVD)、热丝(HW)法沉积和二极管系统等。在制备工艺方面采用了用H等离子体化学退火法、H2释法、He一稀释法以及掺入氟等隋性气体法等。均取得了一定效果。比如,用常规Mcvn技术制备的a—si:H膜中含有约10%的M,而用化学退火法制备的a—Si:H膜的合H量小于9%,用热丝法制备的a—Si:H膜的含H量只有1-2%。
在上述这些技术中,最成熟的技术是在沉积膜的过程中用H2稀释反应气体法。由于这种方法,工艺简单易行,并具有明显的效果,因此是当前普遍采用的技术。研究表明,用H2稀释法制备1层的电池,效率的衰退率可从25%以上降至20%以下。
除了通过克服非晶硅基材料的S-W效应改善电池的稳定性外,人们还从电池结构上采取措施,并取得了明显的效果。其中最主要的措施就是采用了多带隙叠层电池结构。因为采用叠层结构后可减薄每个子电池1层的厚度,结果使每个子电池的内电场增强,增加了各子电池的收集效率。再加上多带隙结构可扩展光谱响应范围,综合如上两方面的优势,使电池的稳定效率得到提高。如表、所示。
经过近10年来的深入研究,在提高硅基薄膜电池的稳定效率方面取得很大的进步与突破。目前硅基薄膜电池效率的光致衰退率降互150A以下,小面积电池的稳定效率已达到13% 大面积电池的稳定效率超过10%,产品组件稳定效率达71%。技术上的进步与突破带来了硅基薄膜太阳电池更大规模产业化的新高潮,在90年代中期,国际上先后建立了数条5Mwl0MW的高水平电池组件生产线,使硅基薄膜太阳电池的生产能力增加了25MW。生产流程实现全自动化,组件面积为平方米量级,采用新型封装技术,产品组件寿命达到10年以上。预计到2000年,硅基薄膜电池的生产能力将扩展到45MW,与单晶硅、多晶硅生产能力增加量(分别为46MW和57Mw)才相当。
【版权提示】观研报告网倡导尊重与保护知识产权。未经许可,任何人不得复制、转载、或以其他方式使用本网站的内容。如发现本站文章存在版权问题,烦请提供版权疑问、身份证明、版权证明、联系方式等发邮件至kf@chinabaogao.com,我们将及时沟通与处理。