非晶硅薄膜太陽電發(fā)展中出現(xiàn)的問題和應(yīng)對(duì)措施
　　盡管非晶硅薄膜太陽電池具有上述諸多優(yōu)點(diǎn), 然而在發(fā)展中也顯現(xiàn)出一些明顯的問題. 主要是電池的光電轉(zhuǎn)換效率在強(qiáng)光作用下呈逐漸衰退的態(tài)勢(shì), 新疆太陽能廠家了解到這一問題是阻礙非晶硅薄膜太陽電池進(jìn)一步發(fā)展的主要障礙. 初期產(chǎn)品的光電轉(zhuǎn)換效率本來就低(僅4-5%), 再加上30%左右的衰退率, 使非晶硅薄膜太陽電池的低成本的優(yōu)勢(shì)被較低的效率所抵消. 這樣就造成了非晶硅薄膜太陽電池的產(chǎn)量從80年代末到90年代初期間處在停滯不前的徘徊階段. 對(duì)此學(xué)術(shù)界自90年代起圍繞如何提高非晶硅薄膜太陽電池光電轉(zhuǎn)換效率穩(wěn)定性的問題, 從材料、器件結(jié)構(gòu)等多個(gè)層面進(jìn)行研究. 特別針對(duì)光電轉(zhuǎn)換效率在強(qiáng)光作用下衰退的機(jī)理進(jìn)行了不懈的探索, 初步結(jié)論是本征非晶硅材料的S-W效應(yīng). 為了揭示S-W效應(yīng)的起因, 在理論上人們提出了各種微觀模型: 如Si-Si 弱鍵模型; 電荷轉(zhuǎn)移模型; 再雜化雙位模型; Si-H弱鍵模型以及橋鍵模型等.
　　為了減少材料中的氫的含量, Z成熟的技術(shù)是在沉積薄膜的過程中用氫氣稀釋反應(yīng)氣體法。由于這種方法，工藝簡(jiǎn)單易行，而且效果明顯，因此是當(dāng)前普遍采用的技術(shù)。研究表明，用氫氣稀釋法制備的本征非晶硅的太陽電池，其光電轉(zhuǎn)換效率的衰退率從25%以上降到20%。
　　除上述通過改善非晶硅材料的S-W效應(yīng)來提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率的穩(wěn)定性以外, 人們還從電池結(jié)構(gòu)上采取措施, 其中Z重要的就是采用多帶隙疊層電池結(jié)構(gòu), 即多個(gè)不同帶隙的p-i-n結(jié)疊加的結(jié)構(gòu), 這樣可減薄每個(gè)子電池的i層厚度, 使每個(gè)電池的內(nèi)電場(chǎng)增強(qiáng), 從而增加了每個(gè)子電池的載流子收集效率.
　　經(jīng)過十幾年的不斷探索, 目前在提高非晶硅薄膜太陽電池的效率穩(wěn)定性方面取得了很大的進(jìn)步, 其光電轉(zhuǎn)換效率的衰退率已達(dá)到小于15%. 光電轉(zhuǎn)換效率本身也有明顯的提高, 如小面積的已達(dá)到13%, 大面積的已超過10%, 組件的達(dá)到7.1%.
　　技術(shù)上的突破與進(jìn)步帶來了更大規(guī)模的發(fā)展, 如九十年代中期, 國(guó)際上先后建立了數(shù)條5-10MW的薄膜太陽電池組件生產(chǎn)線, 生產(chǎn)能力增加了25MW. 生產(chǎn)流程實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化, 組件面積為平方米量級(jí), 采用新型封裝技術(shù), 產(chǎn)品組件壽命達(dá)到10年以上.
　　我國(guó)自70年代末開始研究非晶硅薄膜太陽電池, 到80年代末小面積電池效率達(dá)到11.2%, 大面積電池效率超過8%, 均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平. 然而在產(chǎn)業(yè)化方面落后于國(guó)外, 至今沒有一條具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的非晶硅薄膜太陽電池生產(chǎn)線.
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