光伏電池中所使用的晶體硅成本比較高昂,所以很多商家為降低成本盡量減小硅片的厚度這會直接影響光伏電池的效率。針對此問題提出一種新型納米線電池,結(jié)合異質(zhì)結(jié)電池與納米線電池的優(yōu)點(diǎn)一身,既具有異質(zhì)結(jié)電池較高的開路電壓,同時又具有納米線太陽能電池所具有的良好的電子傳輸通道和陷光的優(yōu)點(diǎn)。其中制備納米線的技術(shù)用微粒自組裝技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)掩模版制作,大大降低了成本。用低成本的原材料和簡單的制造工藝設(shè)計制造出低成本的太陽能電池。 

【文章來源】：廣西節(jié)能. 2020,(01)

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

有紋理與無紋理光伏電池短路電流

電池頂部采用高帶隙晶硅材料制造,吸收短波長光,熱損耗低。底部電池由窄帶隙C-Si材料制成,可有效吸收長波長區(qū)域的太陽輻射。頂部采用的非晶硅是直接帶隙(1.7-1.9eV)材料,具有高吸收系數(shù),特別是在短波長區(qū)域(380～600nm)。底部采用的晶體硅是間接帶隙(1.12eV)材料,可吸收波長短于1170nm的光。其工作原理如圖4所示。當(dāng)光照射在該太陽能電池時,短到中波長具有高能量的光子被本征a-Si層吸收,而低能量光子的長波光將通過N型a-Si層到達(dá)底部P型晶體硅被吸收。高能光子在本征層中產(chǎn)生電子-空穴對。N型a-Si層和P型Si襯底之間的電場分離電子-空穴對。電場力使空穴移動到P型硅基層,電子移動到N型a-Si層。i層中的光生空穴可以通過附近的P型硅納米線更加容易地被收集。硅納米線還為空穴提供了更優(yōu)質(zhì)的傳輸路徑。光生電子的遷移率比空穴大300倍,可以穿過厚的i層到達(dá)頂部N型a-Si層,并通過頂部導(dǎo)電薄膜接觸收集。

如圖6、7所示,黑線是Voc / Isc隨著c-Si晶片上頂部電池的不同厚度而變化,其載流子壽命為5μs。紅線位于c-Si晶片上,其載流子壽命為10us。綠線位于載波壽命為20us的綠線上。從上圖可以看出,Voc隨頂部電池厚度的增加而減小。從底部開始,Isc隨著頂部單元厚度的增加而增加。然后Isc在某個位置達(dá)到最大值。從這些圖中,紋理化Si襯底具有比非紋理化Si襯底更高的Isc。在圖8中,黑線是隨著載流子壽命為5μs的c-Si晶片上頂部電池的不同厚度而改變的效率。紅線是c-Si晶片上的效率,其載流子壽命為10us。綠線位于載波壽命為20us的綠線上。從圖中可以看出,效率隨著頂部電池厚度的增加而增加。在約400nm的厚度下,效率達(dá)到最大值。然后效率下降。結(jié)果表明,隨著頂部電池厚度的增加,頂部電池中吸收的光子越多,頂部電極中的光生載流子越多。


本文編號：3392546