薄膜硅太陽能電池的數(shù)值模擬、效率提升實驗及技術(shù)經(jīng)濟性研究.pdf

1、薄膜硅太陽能電池成本低，柔性好，重量更輕，并且易于集成，已經(jīng)變得越來越流行。
　　由于薄膜硅材料原子結(jié)構(gòu)較之晶體硅更復(fù)雜，且薄膜硅電池需要導(dǎo)電薄膜層并且發(fā)展時間比晶體硅電池時間短。因此增加了模擬薄膜硅電池、優(yōu)化薄膜硅電池的實驗以及分析其技術(shù)經(jīng)濟性的難度。
　　基于先進的界面友好的半導(dǎo)體器件模擬軟件來進行設(shè)備仿真。對單結(jié)非晶硅，微晶硅和雙結(jié)薄膜硅電池進行了模擬。并針對不同的電池選取了不同的參數(shù)進行電池性能的模擬優(yōu)化研究發(fā)現(xiàn)：非

2、晶硅材料中的懸鏈鍵密度對非晶硅太陽能電池的性能有著重要影響。由于微晶硅材料的帶隙隨著材料的晶化率變化而變化，對于微晶硅電池i層，存在一個最優(yōu)禁帶寬度，在該值下，電池有最優(yōu)表現(xiàn)。搭建了非晶硅／微晶雙結(jié)薄膜硅電池模型并用模擬證明兩個單結(jié)結(jié)構(gòu)間必須增加半反射層，以得到優(yōu)良的J-V曲線和電池性能。
　　進一步從材料化學(xué)上優(yōu)化電池性能，對薄膜硅電池的背反射層進行實驗研究。
　　薄膜硅電池的效率取決于多種因素。一種簡潔有效的辦法是使TC

3、O和硅吸收層之間的界面進行處理，使其粗糙，用來實現(xiàn)光的散射以增加光路，提高吸收。的實驗主要研究了以摻鋁氧化鋅ZAO薄膜加臭氧處理過的濺射銀層材料為TCO的薄膜太陽能電池的性能提升措施。發(fā)現(xiàn)適當(dāng)時間的鹽酸化學(xué)刻蝕和臭氧處理是改善銀背反射層的光散射性質(zhì)的有效方式。其中，40s是最優(yōu)的化學(xué)刻蝕時間，臭氧處理30s是最佳處理濺射銀時間。這些處理使銀背反射層的表面上形成了致密的Ag2O顆粒，增加了銀背反射層的粗糙度，因此可以實現(xiàn)高霧度值。這些增長

4、也得到了太陽能電池外量子效率測量的支持;表明太陽能電池提高了對太陽光譜利用的效率。
　　為了實現(xiàn)薄膜硅電池利用對傳統(tǒng)能源的節(jié)約以及經(jīng)濟地使用這種新能源技術(shù)，從技術(shù)經(jīng)濟學(xué)角度對薄膜硅電池利用技術(shù)進行科學(xué)和系統(tǒng)的節(jié)能與技術(shù)經(jīng)濟學(xué)分析。
　　薄膜硅電池技術(shù)綜合分析體系建立在對技術(shù)本身的分析之上，基于中國國情，在該技術(shù)具有潛在的研發(fā)與應(yīng)用價值的情況下針對該技術(shù)應(yīng)用所產(chǎn)生的經(jīng)濟效應(yīng)、社會效應(yīng)和環(huán)境效應(yīng)對其進行綜合分析。應(yīng)用十個大指標和