透明导电膜在非晶硅太阳电池制造中的应用

透明导电膜在非晶硅太阳电池制造中的应用
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74 《资源节约与环保》2010年第三期

透明导电膜在非晶硅太阳电池制造中的应用

(天津津能电池科技有限公司 天津 300384 )

胡红丽 谷伟

文章编号:1673-2251(2010)03-0074-02

内容摘要:持续发展的要求,决定了21世纪前半期是人类能源结构发生根本变革的时期,在这个变革过程中,光伏能源作为一种新型的可再生能源异军突起,尤其是非晶硅太阳电池制造行业在能源发展的大潮中发展迅速,作为非晶硅太阳电池制造中的衬底材料透明导电膜也在不断发展以满足经济发展的需求。推动透明导电膜的规模化生产技术的不断国产化,实现非晶硅太阳电池成本的大幅下降,已成为必然趋势。本文通过对多家国内外导电膜制造企业生产的导电膜的性能做出比较分析,对透光率,绒度、电阻率等关键特性进行了对比分析,并在实际生产中予以验证,找出对非晶硅太阳电池制造存在较大影响的因素。

关键词 可再生能源 透明导电膜,非晶硅太阳电池 导电膜性能 中图分类号:TK513 文献识别码:B

doi :10.3969/j.issn.1673-2251.2010.03.018

可持续发展的要求,决定了21世纪前半期是人类能源结构发生根本变革的时期,在这个变革过程中,光伏能源作为一种新型的可再生能源异军突起。晶硅行业的发展因其产品的能源消耗大回收期长的特性逐渐趋于缓慢,非晶硅太阳电池作为一种新型的太阳电池逐渐发展起来。作为非晶硅太阳电池的衬底材料透明导电膜,其本身膜层的绒度陷光结构、膜层的导电测性、透光率决定了衬底基材在制作成太阳电池后的电性能。透明导电薄膜作为一种功能材料,具有较大的载流子浓度和光学禁带宽度,表现出优良的观点特性,因其具有原材料丰富,成本低廉、稳定性好,使非晶硅薄膜行业的发展具有潜在的优势。

人们不断地研究与开发新的TCO薄膜以满足经济发展的需要,当前广泛应用的是氧化物薄膜及复合物薄膜如ITO薄膜,其技术在国内已经成熟,然而由于In的自然储量少,且ITO透明导电膜制备工艺复杂,成本高、有毒、热稳定性差等缺点,从而限制了其在非晶硅电池制造中的应用推广,新型透明导电膜的开发与推广就变得十分重要。SNO2膜膜层强度好,具有优良的化学稳定性。SNO2导电膜的电阻率为10-4Ω.cm,可见光透光率达到80-90%,加上SNO2的生产工艺日趋成熟,可采用喷涂

、CVD等工艺实现规模化生产,这些优良的特性使得SNO2导电膜成为非晶硅太阳电池制造的首选。 但是先进的镀膜技术一直被欧美国家所垄断,也直接造成了非晶硅太阳电池的成本价格居高不下,从04年以后,国内科研机构和企业逐渐着手于二氧化锡导电镀膜技术的研究和产业化。本文分别对两种进口二氧化锡和两种国产二氧化锡导电膜进行了分析研究,积累的分析数据可用于二氧化锡导电膜技术的改进,也更利于在非晶硅太阳电池制造过程中的应用。这些实验的目的也在于推动SNO2薄膜的国产化技术早日应用于非晶硅太阳电池制造行业。

鉴于与供职公司之间的保密合同要求,当涉及工艺参数等相关机密时,作者会避免出现数据。

一.实验设备和材料

的电性能差。2.3 绒度陷光

SNO 作为基底电极,对于其增透特性也有要求,2要求其绒度达到一定范围,在一定程度上减少光的散射和反射,另一方面增强非晶硅薄膜的附着力,并形成良好的接触晶格界面。2.4 在线电性能测试

透光率、方块电阻、和绒度这三个主要特性反应在制造的非晶硅太阳电池上,其电性能比较凸显,透光率高、方块电阻均匀性好、具有一定绒度的国外2取得了很到的电性能参数,尤其在电流收集方面,都优于其它厂家的样品。尽管在三个主要特性上国内生产的二氧化锡导电膜都在逐渐靠近进口导电膜的参数,

但从均匀性上,整体的均匀度较差,而且其绒度结构也较差,造成其生产成太阳电池后电性能较差。 随着光伏行业的大规模发展,非晶硅薄膜电池的发展必然会因原材料价格的大幅下降、生产工艺的优化,而取得进一步发展。作为SNO2导电薄膜,其国产化技术的大规模推广也称为必然的发展趋势。通过试验对比我们发现国内生产的SNO2仍存在膜层均匀性差、透光率较低的缺点,必须在这些方面予以改进,才能加快非晶硅太阳电池制造业的发展。 参考文献:

【1】玻璃基SnO _2:Sb 透明导电薄膜的射频磁控溅射法制备及其光电性能研究,陈甲林,武汉理工大学; 材料加工工程(专业) 硕士论文.

【2】 R .R C 蛤蟆巴尔林,I .S .SKarmann ,J .

Electrochem .

Soc .1966(113):86.

【3】 H .K .普尔克尔,玻璃镀膜。科学出版社,1981,172-180.

三 .SNO 透明导电膜衬底在非晶硅太阳电池制造中应用展望

2《资源节约与环保》2010年第三期

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1.1 实验材料 :

1.2 实验设备: 分光光度计 四探针 台阶仪

公司非晶硅太阳电池制造生产线2.1 透光率

透光率特性的要求,对于非晶硅太阳电池的光吸收有很大影响,透光率高则,在该衬底上沉积后的非晶硅电池就可以获得较多的光吸收,从而提高非晶硅太阳电池的电性能。透光率取决于材料的折射率和光学厚度,通过对比发现供应商国外2提供的样品在透光率上的特性比较突出。

2.2 电阻率及均匀性测试。

透明导电膜的方块电阻是其作为电极引出的一个特性表征,方块电阻的特性表征膜层的厚度,对于后期的刻划有着直接影响,方块电阻高,最终太阳电池特性中的串联电阻高,方块电阻低,则串联电阻小,相应的工作电流会高。

通过均匀性的比较可以发现,国产1的样品均匀性最差,最直接导致非晶硅电池在最后的电性能均匀性差,整体内部的串联结构决定了电池最后的电性能取决于最差的子电池性能。均匀性势必导致最终产品

二.SNO 导电玻璃的特性测量2

非晶硅薄膜太阳能电池的优点

非晶硅薄膜太阳能电池的优点: 2009-01-13 20:29 非晶硅太阳能电池之所以受到人们的关注和重视,是因为它具有如下诸多的优点: 1.非晶硅具有较高的光吸收系数.特别是在0.3-0.75um 的可见光波段,它的吸收系 数比单晶硅要高出一个数量级.因而它比单晶硅对太阳能辐射的吸收率要高40倍左右, 用很薄的非晶硅膜(约1um厚)就能吸收90%有用的太阳能.这是非晶硅材料最重要的特点,也是它能够成为低价格太阳能电池的最主要因素. 2. 非晶硅的禁带宽度比单晶硅大,随制备条件的不同约在1.5-2.0 eV的范围内变化,这样制成的非晶硅太阳能电池的开路电压高. 3.制备非晶硅的工艺和设备简单,淀积温度低,时间短,适于大批生产.制作单晶硅电池一般需要1000度以上的高温,而非晶硅电池的制作仅需200度左右. 4.由于非晶硅没有晶体硅所需要的周期性原子排列,可以不考虑制备晶体所必须考虑的材料与衬底间的晶格失配问题.因而它几乎可以淀积在任何衬底上,包括廉价的玻璃衬底,并且易于实现大面积化. 5.制备非晶硅太阳能电池能耗少,约100千瓦小时,能耗的回收年数比单晶硅电池短很多:

中国电子报:薄膜技术日趋成熟非晶硅电池主导市场 来源:中国电子报发稿时间: 2009-02-10 15:52 薄膜电池技术具有提供最低的每瓦组件成本的优势,将有望成为第一个达到电网等价点的太阳能技术。由于原材料短缺,在单晶硅和多晶硅太阳能电池的发展速度受到限制的情况下,新型薄膜太阳能电池发展尤为迅速。有资料显示,美国薄膜电池的产量已经超过了多晶硅和单晶硅电池的产量。薄膜技术会越来越成熟,在未来的市场份额中将大比例提升。据行业分析公司NanoMarkets预测,薄膜太阳能电池2015年的发电量将达到26GW,销售额将超过200亿美元,太阳能电池发电量的一半以上将来自薄膜太阳能电池。预计在未来薄膜电池市场中非晶硅(a-Si)、碲化镉(CdTe)、铜铟镓硒(CIGS)三种电池将分别占到薄膜光伏市场的60%、20%和20%。 非晶硅/微晶硅电池是产业化方向沉积设备至关重要

非晶硅太阳能电池研究毕业论文

非晶硅太阳能电池 赵准 (吉首大学物理与机电工程学院,湖南吉首 416000) 摘要:随着煤炭、石油等现有能源的频频告急和生态环境的恶化.使得人类不得不尽快寻找新的清洁能源和可再生资源。其中包括水能、风能和太阳能,而太阳能以其储量巨大、安全、清洁等优势使其必将成为21世纪的最主要能源之一。太阳是一个巨大的能源,其辐射出来的功率约为其中有被地球截取,这部分能量约有的能量闯过大气层到达地面,在正对太阳的每一平方米地球表面上能接受到1kw左右的能量。 目前分为光热发电和光伏发电两种形式。太阳能热发电是利用聚光集热器把太阳能聚集起来,将一定的工质加热到较高的温度(通常为几百摄氏度到上千摄氏度),然后通过常规的热机动发电机发电或通过其他发电技术将其转换成电能。光伏发电是利用界面的而将光能直接转变为电能的一种技术。目前光—电转换器有两种:一种是光—伽伐尼电池,另一种是光伏效应。由一个或多个太阳能电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件,将光伏组件串联起来再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。因为光伏发电规模大小随意、能独立发电、建设时间短、维护起来也简单.所以从70年代开始光伏发电技术得到迅速发展,日本、德国、美国都大力发展光伏产业,他们走在了世界的前列,我国在光伏研究和产业方面也奋起直追,现在以每年20%的速度迅速发展。 关键词:光伏发电;太阳能电池;硅基太阳能电池;非晶硅太阳能电池

1.引言 1976年卡尔松和路昂斯基报告了无定形硅(简称a一Si)薄膜太阳电他的诞生。当时、面积样品的光电转换效率为2.4%。时隔20多年,a一Si太阳电池现在已发展成为最实用廉价的太阳电池品种之一。非晶硅科技已转化为一个大规模的产业,世界上总组件生产能力每年在50MW以上,组件及相关产品销售额在10亿美元以上。应用范围小到手表、计算器电源大到10Mw级的独立电站。涉及诸多品种的电子消费品、照明和家用电源、农牧业抽水、广播通讯台站电源及中小型联网电站等。a一Si太阳电池成了光伏能源中的一支生力军,对整个洁净可再生能源发展起了巨大的推动作用。非晶硅太阳电他的诞生、发展过程是生动、复杂和曲折的,全面总结其中的经验教训对于进一步推动薄膜非晶硅太阳电池领域的科技进步和相关高新技术产业的发展有着重要意义。况且,由于从非晶硅材料及其太阳电池研究到有关新兴产业的发展是科学技术转化为生产力的典型事例,其中的规律性对其它新兴科技领域和相关产业的发展也会有有益的启示。本文将追述非晶硅太阳电他的诞生、发展过程,简要评述其中的关键之点,指出进一步发展的方向。 2.太阳能电池概述 .太阳能电池原理 太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应把光能转化成电能的装置。太阳能电池以光电效应工作的结晶体太阳能电池和薄膜式太阳能电池为主流,而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏特效应。所谓光生伏特效应就是当物体受到光照时,物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。 为了理解太阳能电池的运做,我们需要考虑材料的属性并且同时考虑太阳光的属性。太阳能电池包括两种类型材料,通常意义上的P型硅和N型硅。在纯净的硅晶体中,自由电子和空穴的数目是相等的。如果在硅晶体掺杂了能俘获电子的硼、铝、镓、铟等杂质元素,那么就构成P型半导体。如果在硅晶体面中掺入能够释放电子的磷、砷、锑等杂质元素,那么就构成了N型半导体。若把这两种半导体结合在一起,由于电子和空穴的扩散,在交接面处便会形成PN结,并在结的两边形成内建电场。太阳光照在半导体 p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结电场的作用下,空穴由n 区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。这就是光电效应,也是太阳能电池的工作原理。 太阳能电池种类 太阳能电池的种类有很多,按材料来分,有硅基太阳能电池(单晶,多晶,非晶),化合物半导体太阳能电池(砷化镓(GaAs),磷化铟(InP),碲化镉(CdTe), 铜铟镓硒(CIGS)),有机聚合物太阳能电池(酞青,聚乙炔),染料敏化太阳能电池,纳米晶太阳能电池;按结构来分,有体结晶型太阳能电池和薄膜太阳能电池。

非晶硅太阳能电池研究毕业论文

非晶硅太阳能电池研究毕 业论文 Final approval draft on November 22, 2020

非晶硅太阳能电池 赵准 (吉首大学物理与机电工程学院,湖南吉首 416000) 摘要:随着煤炭、石油等现有能源的频频告急和生态环境的恶化.使得人类不得不尽快寻找新的清洁能源和可再生资源。其中包括水能、风能和太阳能,而太阳能以其储量巨大、安全、清洁等优势使其必将成为21世纪的最主要能源之一。太阳是一个巨大的能源,其辐射出来的功率约为其中有被地球截取,这部分能量约有的能量闯过大气层到达地面,在正对太阳的每一平方米地球表面上能接受到1kw左右的能量。 目前分为光热发电和光伏发电两种形式。太阳能热发电是利用聚光集热器把太阳能聚集起来,将一定的工质加热到较高的温度(通常为几百摄氏度到上千摄氏度),然后通过常规的热机动发电机发电或通过其他发电技术将其转换成电能。光伏发电是利用界面的而将光能直接转变为电能的一种技术。目前光—电转换器有两种:一种是光—伽伐尼电池,另一种是光伏效应。由一个或多个太阳能电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件,将光伏组件串联起来再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。因为光伏发电规模大小随意、能独立发电、建设时间短、维护起来也简单.所以从70年代开始光伏发电技术得到迅速发展,日本、德国、美国都大力发展光伏产业,他们走在了世界的前列,我国在光伏研究和产业方面也奋起直追,现在以每年20%的速度迅速发展。 关键词:光伏发电;太阳能电池;硅基太阳能电池;非晶硅太阳能电池

1.引言 1976年卡尔松和路昂斯基报告了无定形硅(简称a一Si)薄膜太阳电他的诞生。当时、面积样品的光电转换效率为2.4%。时隔20多年,a一Si太阳电池现在已发展成为最实用廉价的太阳电池品种之一。非晶硅科技已转化为一个大规模的产业,世界上总组件生产能力每年在50MW以上,组件及相关产品销售额在10亿美元以上。应用范围小到手表、计算器电源大到10Mw级的独立电站。涉及诸多品种的电子消费品、照明和家用电源、农牧业抽水、广播通讯台站电源及中小型联网电站等。a一Si太阳电池成了光伏能源中的一支生力军,对整个洁净可再生能源发展起了巨大的推动作用。非晶硅太阳电他的诞生、发展过程是生动、复杂和曲折的,全面总结其中的经验教训对于进一步推动薄膜非晶硅太阳电池领域的科技进步和相关高新技术产业的发展有着重要意义。况且,由于从非晶硅材料及其太阳电池研究到有关新兴产业的发展是科学技术转化为生产力的典型事例,其中的规律性对其它新兴科技领域和相关产业的发展也会有有益的启示。本文将追述非晶硅太阳电他的诞生、发展过程,简要评述其中的关键之点,指出进一步发展的方向。 2.太阳能电池概述 .太阳能电池原理 太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应把光能转化成电能的装置。太阳能电池以光电效应工作的结晶体太阳能电池和薄膜式太阳能电池为主流,而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏特效应。所谓光生伏特效应就是当物体受到光照时,物 体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。 为了理解太阳能电池的运做,我们需要考虑材料的属性并且同时考虑太阳光的属性。太阳能电池包括两种类型材料,通常意义上的P型硅和N型硅。在纯净的硅晶体中,自由电子和空穴的数目是相等的。如果在硅晶体掺杂了能俘获电子的硼、铝、镓、铟等杂质元素,那么就构成P型半导体。如果在硅晶体面中掺入能够释放电子的磷、砷、锑等杂质元素,那么就构成了N型半导体。若把这两种半导体结合在一起,由于电子和空穴的扩散,在交接面处便会形成PN结,并在结的两边形成内建电场。太阳光照在半导体 p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结电场的作用下,空穴由n 区流向p区,电子由p区流向n 区,接通电路后就形成电流。这就是光电效应,也是太阳能电池的工作原理。 太阳能电池种类 太阳能电池的种类有很多,按材料来分,有硅基太阳能电池(单晶,多晶,非晶),化合物半导体太阳能电池(砷化镓(GaAs),磷化铟(InP),碲化镉(CdTe), 铜铟镓硒(CIGS)),有机聚合物太阳能电池(酞青,聚乙

金属氧化物透明导电材料地基本原理

金屬氧化物透明導電材料的基本原理 一、透明導電薄膜簡介 如果一種薄膜材料在可見光範圍內(波長380-760 nm)具有80%以上的透光率,而且導電性高,其比電阻值低於1×10-3 ·cm,則可稱為透明導電薄膜。Au, Ag, Pt, Cu, Rh, Pd, A1, Cr等金屬,在形成3-15 nm厚的薄膜時,都有某種程度的可見光透光性,因此在歷史上都曾被當成透明電極來使用。但金屬薄膜對光的吸收太大,硬度低而且穩定性差,因此人們開始研究氧化物、氮化物、氟化物等透明導電薄膜的形成方法及物性。其中,由金屬氧化物構成的透明導電材料(transparent conducting oxide, 以下簡稱為TCO),已經成為透明導電膜的主角,而且近年來的應用領域及需求量不斷地擴大。首先,隨著3C產業的蓬勃發展,以LCD為首的平面顯示器(FPD)產量逐年增加,目前在全球顯示器市場已佔有重要的地位,其中氧化銦錫(In2O3:Sn, 意指摻雜錫的氧化銦,以下簡稱為ITO)是FPD的透明電極材料。另外,利用SnO2等製成建築物上可反射紅外線的低放射玻璃(low-e window),早已成為透明導電膜的最大應用領域。未來,隨著功能要求增加與節約能源的全球趨勢,兼具調光性與節約能源效果的electrochromic (EC) window (一種透光性可隨施加的電壓而變化的玻璃)等也可望成為極重要的建築、汽車及多種日用品的材料,而且未來對於可適用於多種場合之透明導電膜的需求也會越來越多。 二、常用的透明導電膜

一些目前常用的透明導電膜如表1所示,我們可看出TCO佔了其中絕大部分。這是因為TCO具備離子性與適當的能隙(energy gap),在化學上也相當穩定,所以成為透明導電膜的重要材料。 表1 一些常用的透明導電膜 三、代表性的TCO材料 代表性的TCO材料有In2O3, SnO2, ZnO, CdO, CdIn2O4, Cd2SnO4,Zn2SnO4和In2O3-ZnO等。這些氧化物半導體的能隙都在3 eV以上,所以可見光(約1.6-3.3 eV)的能量不足以將價帶(valence band)的電子激發到導帶(conduction band),只有波長在350-400nm(紫外線)以下的光才可以。因此,由電子在能帶間遷移而產生的光吸收,在可見光範圍中不會發生,TCO對可見光為透明。

三、非晶硅太阳能电池

三、非晶硅太阳能电池

尽管单晶硅和多晶硅太阳能电池经过多年的努力已取得很大进展,特别是转换效率已超过20%,这些高效率太阳能电池在空间技术中发挥了巨大的作用。但在地面应用方面,由于价格问题的影响,长久以来一直受到限制。 太阳能电力如果要与传统电力进行竞争,其价格必须要不断地降低,而这对单晶硅太阳能电池而言是很难的,只有薄膜电池,特别是下面要介绍的非晶硅太阳能电池最有希望。因而它在整个半导体太阳能电池领域中的地位正在不断上升。从其诞生到现在,全世界以电力换算计太阳能电池的总生产量的约有1/3是非晶硅系太阳能电池,在民用方面其几乎占据了全部份额。

1、非晶态半导体 与晶态半导体材料相比,非晶态半导体材料的原子在空间排列上失去了长程有序性,但其组成原子也不是完全杂乱无章地分布的。由于受到化学键,特别是共价键的束缚,在几个原子的微小范围内,可以看到与晶体非常相似的结构特征。所以,一般将非晶态材料的结构描述为:“长程无序,短程有序”。

晶硅的结构模型很多,左面给出了其中的一种,即连续无规网络模型的示意图。可以看出,在任一原子周围,仍有四个原子与其键合,只是键角和键长发生了变化,因此在较大范围内,非晶硅就不存在原子的周期性排 列。

在非晶硅材料中,还包含有大量的悬挂键、空位等缺陷,因而其有很高的缺陷态密度,它们提供了电子和空穴复合的场所,所以,一般说,非晶硅是不适于做电子器件的。

1975年,研究人员通过辉光放电技术分解 硅烷,得到的非晶硅薄膜中含有一定量的氢,使得许多悬挂键被 氢化,大大降低了材料的缺陷态密度,并且成功 地实现了对非晶硅材料的p型和n 型掺杂。

太阳能电池板及其工作原理

太阳能电池板及其工作原理

太阳能电池板及其工作原理 性能及特点: 太阳能电池分为单晶硅太阳电池(坚固耐用,使用寿命一般可达20年。光电转换效率为15%。)多晶硅太阳电池(其光电转换效率约14.5%,材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低非晶硅太阳电池。)非晶硅太阳能电池(其光电转换率为10%,成本低,重量轻,应用方便。) 太阳能发电原理: 太阳能不象煤和石油一样用交通工具进行运输,而是应用光学原理,通过光的反射和折射进行直接传输,或者将太阳能转换成其它形式的能量进行间接传输。直接传输适用于较短距离。基本上有三种方法:基本上有三种方法:通过反射镜及其它光学元件组合,改变阳光的传播方向,达到用能地点;通过光导纤维,可以将入射在其一端的阳光传输到另一端,传输时光导纤维可任意弯曲;采用表面镀有高反

射涂层的光导管,通过反射可以将阳光导入室内。间接传输适用于各种不同距离。将太阳能转换为热能,通过热管可将太阳能传输到室内;将太阳能转换为氢能或其它载能化学材料,通过车辆或管道等可输送到用能地点;空间电站将太阳能转换为电能,通过微波或激光将电能传输到地面。 太阳能的光电转换是指太阳的辐射能光子通过半导体物质转变为电能的过程,通常叫做"光生伏打效应”,太阳电池就是利用这种效应制成的。 当太阳光照射到半导体上时,其中一部分被表面反射掉,其余部分被半导体吸收或透过。被吸收的光,当然有一些变成热,另一些光子则同组成半导体的原子价电子碰撞,于是产生电子-空穴对。这样,光能就以产生电子-空穴对的形式转变为电能、如果半导体内存在P-n结,则在P型和n型交界面两边形成势垒电场,能将电子驱向n 区,空穴驱向P区,从而使得n区有过剩的电子,P区有过剩的空穴,在P-n结附近形成与势垒电场方向相反光的生电场。光生电场的一部分除抵销势垒电场外,还使P型层带正电,n型层带负电,在n区与p区之间的薄层产生所谓光生伏打电动势。若分别在P型层和n型层焊上金属引线,接通负载,则外电路便有电流通过。如此形成的一个个电池元件,把它们串联、并联起来,就能产生一定的电压和电流,输出功率。 太阳能发电原理图如下:

非晶硅薄膜太阳能电池

非晶硅薄膜太阳能电池 全国仅有的几家太阳薄膜电池生产企业: /深圳市拓日新能源科技股份有限公司 /上海神舟新能源发展有限公司---上海航天汽车机电股份有限公司下属的全资子公司 / 河南昆仑太阳能有限公司 /交大南洋---上海交大泰阳绿色能源有限公司 /天威保变-- 保定天威薄膜光伏有限公司(是保定天威保变电气股份有限公司(沪市A股上市公司,股票代码600550)直属子公司) /金晶科技--金晶(集团)有限公司, /孚日光伏---孚日集团股份有限公司/风帆股份有限公司等。 简介非晶硅薄膜太阳能电池是一种以非晶硅化合物为基本组成的薄膜太阳能电池。按照材料的不同,当前硅太阳能电池可分为三类:单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。 生产成本低 由于反应温度低,可在200℃左右的温度下制造,因此可以在玻璃、不锈钢板、陶瓷板、柔性塑料片上淀积薄膜,易于大面积化生产,成本较低。单节非晶硅薄膜太阳能电池的生产成本目前可降到1.2美元/Wp。叠层非晶硅薄膜电池的成本可降至1美元/Wp以下。 能量返回期短 转换效率为6%的非晶硅太阳能电池,其生产用电约1.9度电/瓦,由它发电后返回上述能量的时间仅为1.5-2年。 适于大批量生产

非晶硅材料是由气相淀积形成的,目前已被普遍采用的方法是等离子增强型化学气相淀积(PECVD)法。此种制作工艺可以连续在多个真空淀积室完成,从而实现大批量生产。采用玻璃基板的非晶硅太阳能电池,其主要工序(PECVD)与TFT-LCD阵列生产相似,生产方式均具有自动化程度高、生产效率高的特点。在制造方法方面有电子回旋共振法、光化学气相沉积法、直流辉光放电法、射频辉光放电法、溅谢法和热丝法等。特别是射频辉光放电法由于其低温过程(~200℃),易于实现大面积和大批量连续生产,现成为国际公认的成熟技术。 高温性能好 当太阳能电池工作温度高于标准测试温度25℃时,其最佳输出功率会有所下降;非晶硅太阳能电池受温度的影响比晶体硅太阳能电池要小得多。 弱光响应好,充电效率高 非晶硅材料的吸收系数在整个可见光范围内,在实际使用中对低光强光有较好的适应。上述独特的技术优势,令薄膜硅电池在民用领域具有广阔的应用前景,如光伏建筑一体化、大规模低成本发电站、太阳能照明光源。由于非晶硅薄膜电池的良好前景,包括Sharp、Q-Cells、无锡尚德等在内的诸多企业正大规模进入非晶硅薄膜太阳能电池领域,整个行业的统计数字不断翻新。 市场前景 在整个太阳能电池家族中,非晶硅薄膜太阳能电池因为其技术和应用方面的优势,正在获得爆发性增长。2007年行业增速约120%,预计未来3年内年均增速高达100%。业内之前曾对非晶硅薄膜太阳能电池持有疑虑,主要原因在于其电池转化效率较低(5%-9%),而且衰减特别快,使用寿命只有有限的2-3年。而随着技术的进步,目前主流的非晶硅薄膜电池使用寿命已在10年以上。这使得非晶硅薄膜电池成为目前最被看好的薄膜电池技术之一。目前国内市场当中,涉及非晶硅薄膜电池的上市公司主要包括:拓日新能、天威保变、综艺股份、赣能股份。由于非晶硅行业需求迅速扩充,纯粹靠购置设备并开展非晶硅薄膜电池的生产,当然也能够获得行业扩容带来的高成长,但长期来看,毕竟只能够分享到制造业的合理利润,目前国内如赣能股份的薄膜电池为OEM模式,获得的就是产业链中端的制造业利润。而一旦行业上了规模,行业的利润必然向行业的关键性瓶颈转移,有鉴于此,我们更看好掌握关键技术的配件生产商和设备提供商。[2] 非晶硅薄膜太阳能电池:面对投资热尚需冷静思考 | 2008-9-16 14:27:00 | | 特别推荐:

单晶硅、多晶硅、非晶硅、薄膜太阳能电池地工作原理及区别1

单晶硅、多晶硅、非晶硅、薄膜太阳能电池 的工作原理及区别 硅太阳能电池的外形及基本结构如图1。其中基本材料为P型单晶硅,厚度为0.3—0.5mm左右。上表面为N+型区,构成一个PN+结。顶区表面有栅状金属电极,硅片背面为金属底电极。上下电极分别与N+区和P区形成欧姆接触,整个上表面还均匀覆盖着减反射膜。 当入发射光照在电池表面时,光子穿过减反射膜进入硅中,能量大于硅禁带宽度的光子在N+区,PN+结空间电荷区和P区中激发出光生电子——空穴对。各区中的光生载流子如果在复合前能越过耗尽区,就对发光电压作出贡献。光生电子留于N+区,光生空穴留于P区,在PN+结的两侧形成正负电荷的积累,产生光生电压,此为光生伏打效应。当光伏电池两端接一负载后,光电池就从P区经负载流至N+区,负载中就有功率输出。 太阳能电池各区对不同波长光的敏感型是不同的。靠近顶区湿产生阳光电流对短波长的紫光(或紫外光)敏感,约占总光源电流的5-10%(随N+区厚度而变),PN+结空间电荷的光生电流对可见光敏感,约占5 %左右。电池基体域

产生的光电流对红外光敏感,占80-90%,是光生电流的主要组成部分。 2.单晶硅太阳能电池 单晶硅太阳能电池是当前开发得最快的一种太阳能电池,它的构成和生产工艺已定型,产品已广泛用于宇宙空间和地面设施。这种太阳能电池以高纯的单晶硅棒为原料,纯度要求99.999%。为了降低生产成本,现在地面应用的太阳能电池等采用太阳能级的单晶硅棒,材料性能指标有所放宽。有的也可使用半导体器件加工的头尾料和废次单晶硅材料,经过复拉制成太阳能电池专用的单晶硅棒。将单晶硅棒切成片,一般片厚约0.3毫米。硅片经过成形、抛磨、清洗等工序,制成待加工的原料硅片。加工太阳能电池片,首先要在硅片上掺杂和扩散,一般掺杂物为微量的硼、磷、锑等。扩散是在石英管制成的高温扩散炉中进行。这样就在硅片上形成PN结。然后采用丝网印刷法,将配好的银浆印在硅片上做成栅线,经过烧结,同时制成背电极,并在有栅线的面涂覆减反射源,以防大量的光子被光滑的硅片表面反射掉,至此,单晶硅太阳能电池的单体片就制成了。单体片经过抽查检验,即可按所需要的规格组装成太阳能电池组件(太阳能电池板),用串联和并联的方法构成一定的输出电压和电流,最后用框架和封装材料进行封装。用户根据系统设计,可

非晶硅太阳电池的原理

非晶硅太阳电池的原理 2010-11-1314:54 目录 一、非晶硅薄膜太阳电池基础知识简介 二、非晶硅薄膜太阳电池生产线及制造流程简介 三、国产提供的非晶硅薄膜太阳电池生产线介绍 一、非晶硅薄膜太阳电池基础知识简介 1976年美国RCA实验室的D.E.Conlson和C.R.Wronski在Spear形成和控制p-n结工作的基础上利用光生伏特(PV)效应制成世界上第一个a-Si太阳能电池,揭开了a-Si在光电子器件或PV组件中应用的幄幕。目前a-Si多结太阳能电池的最高光电转换效率己达15%。图1为一般单结的非晶硅太阳能电池结构图,图2为非晶硅太阳能电池 图1非晶硅太阳能电池结构图图2非晶硅柔性太阳能电池 第一层,为普通玻璃,是电池载体。第二层为绒面的TCO。所谓TCO就是透明导电膜,一方面光从它穿过被电池吸收,所以要求它的透过率高;另一方面作为电池的一个电极,所以要求它导电。TCO制备成绒面起到减少反射光的作用。太阳能电池就是以这两层为衬底生长的。太阳能电池的第一层为P层,即窗口层。下面是i层,即太阳能电池的本征层,光生载流子主要在这一层产生。再下面为n 层,起到连接i和背电极的作用。最后是背电极和Al/Ag电极。目前制备背电极通常采用掺铝ZnO(A1),或简称AZO。 由于a-Si(非晶硅)多缺陷的特点,a-Si的p-n结是不稳定的,而且光照时光电导不明显,几乎没有有效的电荷收集。所以,a-Si太阳能电池基本结构不是p-n 结而是p-i-n结。掺硼形成P区,掺磷形成n区,i为非杂质或轻掺杂的本征层(因为非掺杂的a-Si是弱n型)。重掺杂的p、n区在电池内部形成内建势,以收集电

非晶硅薄膜太阳电池的研究进展及发展方向

第33卷增刊2012年12月 太阳能学报 ACTA ENERGIAE SOLARIS SINICA Vol.33Suppl Dec., 2012收稿日期:2012-07-24基金项目:国家高技术研究发展(863)计划(2011AA050518);国家重点基础研究发展(973)计划(2012CB934302);上海市科委项目 (11DZ2290303) 通讯作者:李海华(1974—),女,博士、副教授,主要从事微纳电子学与器件制造方面的研究。lihaihua@sjtu.edu.cn 文章编号:0254- 0096(2012)增刊-0001-06非晶硅薄膜太阳电池的研究进展及发展方向 李海华,王庆康 (上海交通大学微纳科学技术研究院,“薄膜与微细技术”教育部重点实验室、“微米纳米加工技术”国家级重点实验室,上海200240) 摘要:介绍了非晶硅薄膜太阳电池的最新研究进展,微纳光学结构和金属表面等离子体特性引入到非晶硅薄膜 太阳电池可大大降低薄膜厚度和提高光电转换效率。叠层串联的非晶硅太阳电池及非晶硅和多晶硅、单晶硅组成的异质结结构可增加宽带太阳光谱吸收范围,提高光电转换效率,是非晶硅薄膜电池的发展方向。关键词:非晶硅;太阳电池;叠层;微纳结构;异质结中图分类号:TM615 文献标识码:A 0引言 太阳能是可再生能源领域中最具发展前景的资 源。作为太阳能利用的重要组成部分,光伏发电是一种清洁的、用之不竭的可再生绿色新能源。利用太阳电池可以无任何材料损耗地将太阳能转换为人 类可利用能量的最高级形式— ——电能。太阳电池的应用可解决人类社会发展的能源需求方面的3个问 题:开发宇宙空间时, 利用太阳能提供持续可用地即时转化电能;解决目前地面能源面临的矿物燃料资 源减少与环境污染的问题;日益发展的消费电子产品随时随地的供电问题等。特别是太阳电池在发电 过程中不会给人们带来任何噪声、 辐射和污染,与其他形式的可再生能源(如风力发电)相比,由于不存 在任何可动的部分,所以系统稳定性高,维护成本相对较低;在使用中不释放包括CO 2在内的任何气 体, 这些对满足能源需求、保护生态环境、防止地球温室效应具有重大意义。 制作太阳电池主要是以半导体材料为基础,其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电转换反应,根据所用材料的不同,太阳电池可分为:1)硅太阳电池;2)以无机盐如砷化镓Ⅲ-Ⅴ化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池;3)功能高分子材料制备的太阳电池;4)纳米晶太阳电池等。不论以何种材料来制作电池,对太阳电池材料的一般要求有:半导体材料的禁带不能太宽;要有较高的 光电转换效率;材料本身对环境不造成污染;材料便 于工业化生产且材料性能稳定。 基于以上几个方面考虑,硅是最理想的太阳电池材料,这也是太阳电池以硅材料为主的主要原因。目前,硅基薄膜太阳电池因其成本低、质量轻、转换 效率较高、 便于大规模生产,而具有较大的优势,从而成为国际上研究最多,发展最快的薄膜电池,也是 目前唯一实现大规模生产的薄膜电池。本文简要地综述了非晶硅太阳电池的国内外现状和最新研究进展,并讨论了非晶硅太阳电池的发展及趋势。 1国内外产业现状 非晶硅(a-Si )薄膜太阳电池虽然早已出现[1],但由于光电转换效率低、衰减率(光致衰退率)较高等问题,一直制约其发展。随着其技术的不断进步, 光电转换效率得到迅速提高[2] 。传统的晶硅太阳电池利用纯硅锭切割而成的硅片将光转换为电流。因为晶硅价高且晶片脆,因此太阳电池模块的加工生产过程需要特殊处理。且该种电池需要封装和其他组件,使得晶硅模块价格昂贵,但其工作寿命达20 25a ,能效为14% 23%。非晶硅薄膜太阳电池为第二代产品,有望实现更低的成本,大多采用连 续性卷对卷生产工艺[3] ,而晶硅电池采用分批生产工艺。虽然仍与晶体硅电池相比存在差距,但其用料少、工艺简单、能耗低,成本有一定优势;尤其因为其沉积分解温度低,可在玻璃、不锈钢板、陶瓷板、柔

透明导电膜知识培训

新业务知识教材—透明导电膜部分 一、触摸屏发展的背景 二、触摸屏的原理以及发展历程 1、触摸屏—绝对定位元件 2、触摸屏的种类以及工作原理 3、各种方式触摸屏的特点比较以及应用的领域 三、透明导电膜的功能以及材料组成 1、透明导电膜在触摸屏中的作用 2、透明导电膜的材料特点 四、透明导电膜的技术要求 1、透明导电膜的技术要求 2、透明导电膜的技术指标 五、透明导电膜的生产工艺 1、溅射法生产工艺介绍 2、涂布法生产工艺介绍 3、其他方法简介 六、触摸屏的发展趋势以及面临的问题

触摸屏及透明导电膜知识简介 前言 随着计算机技术的快速发展,人机界面的沟通成了计算机技术的一个热点,触摸 屏凭着优秀的人机沟通方式,成为了当今发展最快的技术。 触摸屏主要应用于个人便携式信息产品(如使用手写输入技术的PC、PDA、AV 等)之外,应用领域遍及信息家电、公共信息(如电子政务、银行、医院、电力等部 门的业务查询等)、电子游戏、通讯设备、办公室自动化设备、信息收集设备及工业设备等等。2009年全球触摸屏产值达43亿美元,估计2016年将成长到140 亿美元,年复合成长率达18%。国内市场约占全球市场的20%,约为8.6亿美元。 第一章:触摸屏发展的背景 在人类渴求讯息实时联系与传递的欲望下,个人化电子用品未来将有爆发性的需求。然而,在机动与方便性的诉求下,个人化的电子工具通常使用在不安稳的场合, 如何快速简便的使用随身的电子工具,是使用者最大期待。其中最大的障碍在于人与 机器间的沟通。所以,是否具有快速简便的人机沟通接口,将是未来电子化产品最重 要的功能。 如果说1964年鼠标的发明,把电脑操作带入了一个新的时代,那么触摸屏的出现,则使图形化的人机交互界面变得更为直观易用。1971 年,美国人SamHurst发明了世界上第一个触摸传感器。虽然这个仪器和我们今天看到的触摸屏并不一样,却被视为触 摸屏技术研发的开端。 当年,SamHurst 在肯尼迪大学当教师,因为每天要处理大量的图形数据而不胜其烦,就开始琢磨怎样提高工作效率,用最简单的方法搞定这些该死的图形。他把自己 的三间地下室改造成了车间,一间用来加工木材,一间制造电子元件,一间用来装配这些零件,并最终制造出了最早的触摸屏。这种最早的触摸屏被命名为“AccuTouch”,由于是手工组装,一天生产几台设备。不久,SamHurst 成立了自己的公司,并和西门 子公司合作,不断完善这项技术。这个时期的触摸屏技术主要被美国军方采用,直到1982 年,Sam Hurst的公司在美国一次科技展会上展出了33 台安装了触摸屏的电视机,平民百姓才第一次亲手“摸”到神奇的触摸屏。触摸屏早期多被装于工控计算机、

非晶硅薄膜太阳能电池及制造工艺

非晶硅薄膜太阳能电池及制造工艺 一、非晶硅薄膜太阳能电池结构、制造技术简介 1、电池结构 分为:单结、双结、三结 2、制造技术 ①单室,多片玻璃衬底制造技术。主要以美国Chronar、APS、EPV公司为代表 ②多室,双片(或多片)玻璃衬底制造技。主要以日本KANEKA公司为代表 ③卷绕柔性衬底制造技术(衬底:不锈钢、聚酰亚胺)。主要以美国Uni-Solar 公司为代表。 所谓“单室,多片玻璃衬底制造技术”就是指在一个真空室内,完成P、I、N 三层非晶硅的沉积方法。 作为工业生产的设备,重点考虑生产效率问题,因此,工业生产用的“单室,多片玻璃衬底制造技术”的非晶硅沉积,其配置可以由X个真空室组成(X为≥1的正整数),每个真空室可以放Y个沉积夹具(Y为≥1的正整数),例如:?1986年哈尔滨哈克公司、1988年深圳宇康公司从美国Chronar公司引进的内联式非晶硅太阳能电池生产线中非晶硅沉积用6个真空室,每个真空室装1个分立夹具,每1个分立夹具装4片基片,即生产线一批次沉积6×1×4=24片基片,每片基片面积305mm×915mm。 ?1990年美国APS公司生产线非晶硅沉积用1个真空室,该沉积室可装1个集成夹具,该集成夹具可装48片基片,即生产线一批次沉积1×48=48片基片,每片基片面积760mm×1520mm。 ?本世纪初我国天津津能公司、泰国曼谷太阳公司(BangKok Solar Corp)、泰国光伏公司(Thai Photovoltaic Ltd)、分别引进美国EPV技术生产线,非晶硅沉积也是1个真空室,真空室可装1个集成夹具,集成夹具可装48片基片,即生产线一批次沉积1×48=48片基片,每片基片面积635mm×1250mm。 ?国内有许多国产化设备的生产厂家,每条生产线非晶硅沉积有只用1个真空室,真空室可装2个沉积夹具,或3个沉积夹具,或4个沉积夹具;也有每条生产线非晶硅沉积有2个真空室或3个真空室,而每个真空室可装2个沉积夹具,或3个沉积夹具。总之目前国内主要非晶硅电池生产线不管是进口还是国产均主要是用单室,多片玻璃衬底制造技术,下面就该技术的生产制造工艺作简单介绍。 二、非晶硅太阳能电池制造工艺 1、内部结构及生产制造工艺流程 下图是美国Chronar公司技术为代表的内联式单结非晶硅电池内部结构示意图:图1、内联式单结非晶硅电池内部结构示意图

硅基薄膜太阳能电池基础知识

非晶硅薄膜太阳能电池及制造工艺 内容提纲 一、非晶硅薄膜太阳能电池结构、制造技术简介 二、非晶硅太阳能电池制造工艺 三、非晶硅电池封装工艺 一、非晶硅薄膜太阳能电池结构、制造技术简介 1、电池结构 分为:单结、双结、三结 2、制造技术 三种类型: ①单室,多片玻璃衬底制造技术 该技术主要以美国Chronar、APS、EPV公司为代表 ②多室,双片(或多片)玻璃衬底制造技 该技术主要以日本KANEKA公司为代表 ③卷绕柔性衬底制造技术(衬底:不锈钢、聚酰亚胺) 该技术主要以美国Uni-Solar公司为代表 所谓“单室,多片玻璃衬底制造技术”就是指在一个真空室内,完成P、I、N三层非晶硅的沉积方法。作为工业生产的设备,重点考虑生产效率问题,因此,工业生产用的“单室,多片玻

璃衬底制造技术”的非晶硅沉积,其配置可以由X个真空室组成(X为≥1的正整数),每个真空室可以放Y个沉积夹具(Y为≥1的正整数),例如: ?1986年哈尔滨哈克公司、1988年深圳宇康公司从美国Chronar公司引进的内联式非晶硅太阳能电池生产线中非晶硅沉积用6个真空室,每个真空室装1个分立夹具,每1个分立夹具装4片基片,即生产线一批次沉积6×1×4=24片基片,每片基片面积305mm×915mm。 ?1990年美国APS公司生产线非晶硅沉积用1个真空室,该沉积室可装1个集成夹具,该集成夹具可装48片基片,即生产线一批次沉积1×48=48片基片,每片基片面积 760mm×1520mm。 ?本世纪初我国天津津能公司、泰国曼谷太阳公司(BangKok Solar Corp)、泰国光伏公司(Thai Photovoltaic Ltd)、分别引进美国EPV技术生产线,非晶硅沉积也是1个真空室,真空室可装1个集成夹具,集成夹具可装48片基片,即生产线一批次沉积1×48=48片基片,每片基片面积635mm×1250mm。 ?国内有许多国产化设备的生产厂家,每条生产线非晶硅沉积有只用1个真空室,真空室可装2个沉积夹具,或3个沉积夹具,或4个沉积夹具;也有每条生产线非晶硅沉积有2个真空室或3个真空室,而每个真空室可装2个沉积夹具,或3个沉积夹具。总之目前国内主要非晶硅电池生产线不管是进口还是国产均主要是用单室,多片玻璃衬底制造技术,下面就该技术的生产制造工艺作简单介绍。 二、非晶硅太阳能电池制造工艺 1、内部结构及生产制造工艺流程 下图是以美国Chronar公司技术为代表的内联式单结非晶硅电池内部结构示意图: 图1、内联式单结非晶硅电池内部结构示意图

非晶硅太阳电池的原理

非晶硅太阳电池的原理 非晶硅太阳电池是20世纪70年代中期发展起来的一种新型薄膜太阳电池,与其他太阳电池相比,非晶硅电池具有以下突出特点: 1).制作工艺简单,在制备非晶硅薄膜的同时就能制作pin结构。 2).可连续、大面积、自动化批量生产。 3).非晶硅太阳电池的衬底材料可以是玻璃、不锈钢等,因而成本小。 4).可以设计成各种形式,利用集成型结构,可获得更高的输出电压和光电转换效率。 5).薄膜材料是用硅烷SiH4等的辉光放电分解得到的,原材料价格低。 1.非晶硅太阳电池的结构、原理及制备方法 非晶硅太阳电池是以玻璃、不锈钢及特种塑料为衬底的薄膜太阳电池,结构如图1所示。 为减少串联电阻,通常用激光器将TCO膜、非晶硅(A-si)膜和铝(Al)电极膜分别切割成条状,如图2所示。国际上采用的标准条宽约1cm,称为一个子电池,用内部连接的方式将各子电池串连起来,因此集成型电池的输出电流为每个子电池的电流,总输出电压为各个子电池的串联电压。在实际应用中,可根据电流、电压的需要选择电池的结构和面积,制成非晶硅太阳电池。

1.1 工作原理 非晶硅太阳电池的工作原理是基于半导体的光伏效应。当太阳光照射到电池上时,电池吸收光能产生光生电子—空穴对,在电池内建电场Vb的作用下,光生电子和空穴被分离,空穴漂移到P边,电子漂移到N边,形成光生电动势VL, VL 与内建电势Vb相反,当VL = Vb 时,达到平衡; IL = 0, VL达到最大值,称之为开路电压Voc ; 当外电路接通时,则形成最大光电流,称之为短路电流Isc,此时VL= 0;当外电路加入负载时,则维持某一光电压VL和光电流IL。其I--V特性曲线见图3 非晶硅太阳电池的转换效率定义为:

非晶硅薄膜太阳能电池发展趋势

非晶硅薄膜太阳能电池:投资力度加大2008/9/17/08:42 来源:中国电源门户网 非晶硅薄膜太阳能电池由于其成本优势而具有很大的市场潜力,因此受到投资者青睐。通过仿真模型对项目的成本及效益进行分析,可以为投资者的决策提供参考数据,以规避投资风险。 薄膜太阳能电池作为一种新型太阳能电池,由于其原材料来源广泛、生产成本低、便于大规模生产,因而具有广阔的市场前景。近年来,以玻璃为基板的非晶硅薄膜太阳能电池凭借其成本低廉、工艺成熟、应用范围广等优势,逐渐从各种类型的薄膜太阳能电池中脱颖而出,在全球范围内掀起了一波投资热潮。大尺寸玻璃基板薄膜太阳能电池投入市场,必将极大地加速光伏建筑一体化、屋顶并网发电系统以及光伏电站等的推广和普及。 非晶硅薄膜太阳能电池优势渐显 由于晶体硅太阳能电池的成本随着硅材料价格的连年上涨而不断提高,各类薄膜太阳能电池成为全球新型太阳能电池研究的重点和热点。 薄膜太阳能电池中最具发展潜力的是非晶硅薄膜太阳能电池,非晶硅材料是由气相淀积形成的,目前已被普遍采用的方法是等离子增强型化学气相淀积(PECVD)法。此种制作工艺可以连续在多个真空淀积室完成,从而实现大批量生产。由于反应温度低,可在200℃左右的温度下制造,因此可以在玻璃、不锈钢板、陶瓷板、柔性塑料片上淀积薄膜,易于大面积化生产,成本较低。 与晶体硅太阳电池比较,非晶硅薄膜太阳电池具有弱光响应好,充电效率高的特性。非晶硅材料的吸收系数在整个可见光范围内,几乎都比单晶硅大一个数量级,使得非晶硅太阳电池无论在理论上和实际使用中都对低光强有较好的适应。越来越多的实践数据也表明,当峰值功率相同时,在晴天直射强光和阴雨天弱散射光环境下,非晶硅太阳能电池板的比功率发电量均大于单晶硅、非晶硅薄膜太阳电池。更有数据表明,在相同环境条件下,非晶硅太阳电池的每千瓦年发电量要比单晶硅高8%,比多晶硅高13%。 薄膜太阳能电池最重要的优势是成本优势。据多家企业和机构的测算,即使在5MW的生产规模下,非晶硅薄膜太阳电池组件的生产成本也在2美元/瓦以下,而单线产能达到40MW-60MW甚至更高的全自动化生产线,其产品生产成本则更低。而相对于平均3.5美元/瓦的国际市场销售价格而言,其利润空间可想而知。 影响非晶硅薄膜太阳能电池应用的最主要问题是效率低、稳定性差。与晶体硅电池相比,每瓦的电池面积会增加约一倍,在安装空间和光照面积有限的情况下限制了它的应用。而其不稳定性则集中体现在其能量转换效率随辐照时间的延长而变化,直到数百或数千小时后才稳定,这个问题在一定程度上影响了这种低成本太阳能电池的应用。

光电显示用透明导电膜及玻璃

光电显示用透明导电膜及玻璃(ITO)的原理 ITO导电玻璃是在钠钙基或硅硼基基片玻璃的基础上,利用磁控溅射的方法镀上一层氧化铟锡(俗称ITO)膜加工制作成的。液晶显示器专用ITO导电玻璃,还会在镀ITO层之前,镀上一层二氧化硅阻挡层,以阻止基片玻璃上的钠离子向盒内液晶里扩散。高档液晶显示器专用ITO玻璃在溅镀ITO层之前基片玻璃还要进行抛光处理,以得到更均匀的显示控制。液晶显示器专用ITO玻璃基板一般属超浮法玻璃,所有的镀膜面为玻璃的浮法锡面。因此,最终的液晶显示器都会沿浮法方向,规律的出现波纹不平整情况。 在溅镀ITO层时,不同的靶材与玻璃间,在不同的温度和运动方式下,所得到的ITO层会有不同的特性。一些厂家的玻璃ITO层常常表面光洁度要低一些,更容易出现“麻点”现象;有些厂家的玻璃ITO层会出现高蚀间隔带,ITO层在蚀刻时,更容易出现直线放射型的缺划或电阻偏高带;另一些厂家的玻璃ITO层则会出现微晶沟缝。 ITO导电层的特性: ITO膜层的主要成份是氧化铟锡。在厚度只有几千埃的情况下,氧化铟透过率高,氧化锡导电能力强,液晶显示器所用的ITO玻璃正是一种具有高透过率的导电玻璃。由于ITO具有很强的吸水性,所以会吸收空气中的水份和二氧化碳并产生化学反应而变质,俗称“霉变”,因此在存放时要防潮。 ITO层在活性正价离子溶液中易产生离子置换反应,形成其它导电和透过率不佳的反应物质,所以在加工过程中,尽量避免长时间放在活性正价离子溶液中。 ITO层由很多细小的晶粒组成,晶粒在加温过程中会裂变变小,从而增加更多晶界,电子突破晶界时会损耗一定的能量,所以ITO导电玻璃的ITO层在600度以下会随着温度的升高,电阻也增大。 ITO导电玻璃的分类: ITO导电玻璃按电阻分,分为高电阻玻璃(电阻在150~500欧姆)、普通玻璃(电阻在60~150欧姆)、低电阻玻璃(电阻小于60欧姆)。高电阻玻璃一般用于静电防护、触控屏幕制作用;普通玻璃一般用于TN类液晶显示器和电子抗干扰;低电阻玻璃一般用于STN 液晶显示器和透明线路板。 ITO导电玻璃按尺寸分,有14”x14”、14”x16”、20”x24”等规格;按厚度分,有2.0mm、1.1mm、0.7mm、0.55mm、0.4mm、0.3mm等规格,厚度在0.5mm以下的主要用于STN液晶显示器产品。 ITO导电玻璃按平整度分,分为抛光玻璃和普通玻璃。

非晶硅薄膜太阳能电池的制备工艺流程

非晶硅薄膜太阳能电池的制备 工艺流程 非晶硅薄膜太阳能电池的制备工艺流程 清抚是玻璃镀膜必备的一道工序,因为班璃基片的清洁度会直接膨响沉积的薄臓的的匀性和粘附力?棊片上的任何微粒、油污和杂大程健上降低薄震的附若力.玻璃淸洗机是玻西在真亨橫痕.熟弯、钢化、中空合片等探加工丄艺和対璇璃农面述和清活、干燥处理的设篇.实验所采用的班隣为普通浮法股越口玻璃尺、j为700mm550mm D ?35rSa机主要由传动系统、辰洗、清水冲洗、纯水冲洗、冷、热J4千、电拎系统等组成”本立实验中使用HKD-TY1200清洗机清洗擴膜前的玻革基片” 背板玻璃清诜机工艺{£程为; 入料一城切1~盘刷洗一淀剂滾刪抚一风切2—D】水滚刷洗?傀切3—高压

喷附洗-BJ清洗一啧衲洗[-咬淋洗2-DI术洗?风刀「燥"除静电一出料玻璃淸洗后经检玲光源檢测,确认玻璃表曲没有明显微观峡陌和可见污Jft 物后方可进入镀膜阶段. “ 2,1.2玻璃基片的加热 为了提冉IF品硅太阳能电池的生产效率,首先将淆抚干挣的玻珀辜片裝载入沉枳盒.沉积盒放入侦热炉中加熱.预热炉加热方武为熱颯循环式.加热温度均20CV-300r.控富糯度£编?控制方式为PID涮节. 2J.3 AZO膜的溅射设备 实验采用与企业共同开发研制的非标大廊积苹片磁捽银膜中试线.设备有盘岚业潔和中茨电阪靶村为平沏甕材*靶材与基片闾的距离为g如.基片敖置于墓片架上,在荷动机构的潜动下征返运动.设备设计加工尺寸为宽SS0im?. K7W W的平面肢璃赴板材科.采用夹心直加無营加热方貳.有肉匀的布P方式和稳定的抽吒速度.

制备AZO薄膜之前,使用中频反应溉射沉积SiOr钩离子阻挡层,使用的Si耙纯度为99.999%, Ar气纯度为99.99%,本底真空高f 2x10^3.之后使用直流磁控裁射沉积AZO薄膜,采用氧化锌掺铝陶瓷把材,威射气体及本底真空与隔离层一致.实验中制备的电池组件需要激光刻划来完成电池的集成.AZO 薄膜沉积之后,使用波长为355nm的激光刻划AZO薄膜. 2.1.4 Si膜的PECVD设备及电池的篥成 PECVD设备是非晶硅太阳能电池生产线的关键设备,完成a-SiiH膜的沉积。本设备为多片武中试线设备,主要由反应室、片盒、真空系统,电控系统,水路.气路,机架等组成.加热采用板式加热劈室外烘烤方式,沉积室内祁址高能达到300*0。设备电源有两种:一为AE射频CRF)电源,频率为13.56MHz, 最大功率为1?2KW; 二.为AE其离频(VHP》电源,频率为40.68MHzo设备的极用真空可以达到1X10-P/沉积用的气体由供气系统提供,柜内气体种类有硅烷⑸比)、磷烷(PH3k乙硼烷厲人)、氢气但2〉、氫气(Ar)、氮气两?设条配备有尾气处理系统.用于处理被抽出的易燃、易爆及席蚀性工艺气体.此非晶莊薄膜太阳德电池中试设篇用于生产700mmX550nun的大面积璇璃基非晶硅太阳能电池组件。 1、检査压缩空气、冷却水、设备电減足否正常,梅预热好的沉积盒推入沉枳室内,馈闭炉门。 2、开维持泵,开底抽管道插板阀,待破完管道真空后关低抽管路充气阀,开底 抽管道插板阀,开滑阀泵,特真空室内压力低于50OPa以下时,关旁路预抽阀,开低抽高阀,开罗茨泵,抽压力至IP A以下,此时若分子泵前级压力低于IP B。开分子泵,当分子泵转速到达最高转速时(31080).关底抽管道插板阀.开分子泵前级阀"开髙抽阀,拉真空至本底真空,打开出气总阀,打开要做工艺气体的出口阀,调节流盘计度数,抽管路真空至本底良空. 3、打开尾气处理系统。观察尾气处理系统水、气、负压是否正常,炉口、炉内、水位有无报警,温度是否升到雯求700*0.加热裂解装置是否正常功能工作。 4、梅干泵N?吹扫址调制85L,开干泵,开干泵前级阀? 5、打开凱气、翘气、硅烷、磅烷气体瓶阀,确认后,开岀气总阀,依次开配气 柜氧气岀气阀,配气柜氨气进气阀,调节流爲计读数至工艺所需移数.通Ar起?辉.打击极板10分钟,关闭射频电瀕.再依次通入氢气、硅烷、确烷,调节角阀设定压力(0?266)?调节至工艺所需压力.待压力稳定后,开射频电源开关调节至工艺所需功率奁看辉光情况.稳定后,开始计时. 6、沉枳p层膜 7、沉枳到工艺所需时间后,关闭射频电源,迅速调小工艺气体流量.用干泵抽真

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