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地面应用推动各种新型电池的出现和发展

2012-05-10 07:57 作者:Daniel 来源:北极星太阳能光伏网 已读 548分享到:
简介:晶硅太阳能电池在70年代初引入地面应用,在石油危机和降低成本的推动下,太阳能电池开始了一个蓬勃发展时期,这个时期不但出现了许多新型电池,而且引入许多新技术。 例如:(1)背表面电场(BSF)电池在电池的背面接触区引入同型重掺杂区,由于改进了接触区附近的收集性能而增加电池的短路电流;背场的作用可以降低饱和电...

晶硅太阳能电池在70年代初引入地面应用,在石油危机和降低成本的推动下,太阳能电池开始了一个蓬勃发展时期,这个时期不但出现了许多新型电池,而且引入许多新技术。

例如:

(1)背表面电场(BSF)电池

在电池的背面接触区引入同型重掺杂区,由于改进了接触区附近的收集性能而增加电池的短路电流;背场的作用可以降低饱和电流,从而改善开路电压,提高电池效率。

(2)紫光电池

这种电池最早(1972)是为通信卫星开发的。因其浅结(0.1一0.2μm)密栅(30/cm)、减反射(Ta2O5—短波透过好)而获得高效率。在一段时间里,浅结被认为是高效的关键技术之一而被采用。

(3)表面织构化电池——也称绒面电池

最早(1974)也是为通讯卫星开发的。其AM0时电池效率η≥15%,AMI时η>18%。这种技术后来被高效电他和工业化电池普遍采用。

(4)异质结太阳电池

即不同半导体材料在一起形成的太阳电池瞩SnO/Si,In20/Si,(1n203十SnO2/Si电池等。由于SnO2、In2O3、(In2O3+SnO2)等带隙宽,透光性好,制作电池工艺简单,曾引起许多研究者的兴趣。目前因效率不高等问题研究者已不多,但SnO2、In2O3、(1n2O3+SnO2)是许多薄膜电池的重要构成部分,作收集电流和窗口材料用。

(5)M1S电池

是肖特基(MS)电他的改型,即在金属和半导体之间加入1.5一3.0nm绝缘层,使MS电池中多子支配暗电流的情况得到抑制,而变成少子隧穿决定暗电流,与pn结类似。其中i层起到减少表面复合的作用。经过改进的M1S电池正面有20一40μm的SiO2膜,在膜上真空蒸发金属栅线,整个表面再沉积SiN薄膜。

SiN薄膜的作用是:①保护电池,增加耐候性;②作为减反射层(ARC);降低薄膜复合速度:

①在p-型半导体一侧产生一个n型导电反型层。对效率产生决定性影响的是在介电层中使用了银。该电池优点是工艺简单,但反型层的薄层电阻太高。

(6)MINP电池

可以把这种电池看作是M1S电池和p一n结的结合,其中氧化层对表面和晶界复合起抑制作用。这种电池对后来的高效电池起到过渡作用。

(7)聚光电池

聚光电池的特点是电池面积小,从而可以降低成本,同时在高光强下可以提高电池开路电压,从而提高转换效率,因此聚光电池一直受到重视。比较典型的聚光电池是斯坦福大学的点接触聚电池,其结构与非聚光点接触电池结构相同,不同处是采用200Ωcm高阻n型材料并使电池厚度降低到100一160tLm,使体内复合进一步降低。这种电池在140个太阳下转换效率达到26.5%。