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如何提高晶硅太阳能电池转换效率

发布时间:2013年10月18日
 太阳能电池的转换效率:
 Eff= Im*Vm(at AM1.5,1000W/m2‚25℃)/S*Pin(at AM1.5,1000W/m2‚25℃) 
    Im—最大电流A; Vm—最大电压V; S—模组发电面积m2; Pin—太阳光的入射功率W/m2
商业化晶体硅太阳能电池的效率一般在14%—17%由于电池效率队、对每个生产阶段的成本都有影响,所以应该把较多的精力放在提高太阳能电池转化效率上,近段时间全球的目标期望能将单晶硅的太阳能电池转化效率提高到18%—20%,多晶硅的转化效率提高到16%—18%。
太阳能电池板是太阳能发电系统的核心部分,也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳能转化为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。维尔仕公司采用高效率太阳能电池片作为核心材料,同时采用高档EVA和TPT进行严密的封装,无螺钉内置角键链接整个铝合金框架,高透光玻璃,密封防水接线盒。生产的电池板抗机械强度高,有效抵御湿气和雾气腐蚀,防风防雹,使用年限长,衰减小。中国太阳能电池板特大型研发生产企业、维尔仕单晶硅太阳能电池板多晶硅太阳能电池板全球供应商。维尔仕通过了ISO9001, CE, IEC and RoHS 认证。武汉维尔仕可根据用户需求设计制造。
提高效率的方法:
(1) 光陷阱结构。一般高效单晶硅电池采用化学腐蚀制绒技术,制得绒面的反射率可达到10%以下。目前较为先进的制绒技术是反应等离子蚀刻技术(RIE),该技术的优点是和晶硅的晶向无关,适用于较薄的硅片,通常使用SF6/O2混合气体,在蚀刻过程中,F自由基对硅进行化学蚀刻形成可挥发的SiF4,O自由基形成SixOyFz对侧墙进行钝化处理,形成绒面结构。目前韩国周星公司应用该技术的设备可制得绒面反射率低于在2%~20%范围。
(2) 减反射膜。它的基本原理是位于介质和电池表面具有一定折射率的膜,可以使入射光产生的各级反射相互间进行干涉从而完全抵消。单晶硅电池一般可以采用TiO2、SiO2、SnO2、ZnS、MgF2单层或双层减反射膜。在制好绒面的电池表面上蒸镀减反射膜后可以使反射率降至2%左右。
(3) 钝化层:钝化工艺可以有效地减弱光生载流子在某些区域的复合。一般高效太阳电池可采用热氧钝化、原子氢钝化,或利用磷、硼、铝表面扩散进行钝化。热氧钝化是在电池的正面和背面形成氧化硅膜,可以有效地阻止载流子在表面处的复合。原子氢钝化是因为硅的表面有大量的悬挂键,这些悬挂键是载流子的有效复合中心,而原子氢可以中和悬挂键,所以减弱了复合。
(4) 增加背场:如在P型材料的电池中,背面增加一层P+浓掺杂层,形成P+/P的结构,在P+/P的界面就产生了一个由P区指向P+的内建电场。由于内建电场所分离出的光生载流子的积累,形成一个以P+端为正,P端为负的光生电压,这个光生电压与电池结构本身的PN结两端的光生电压极性相同,从而提高了开路电压Voc。同时由于背电场的存在,使光生载流子受到加速,这也可以看作是增加了载流子的有效扩散长度,因而增加了这部分少子的收集几率,短路电流Jsc也就得到提高。
(5) 改善衬底材料:选用优质硅材料,如N型硅具有载流子寿命长、制结后硼氧反应小、电导率好、饱和电流低等。





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