简介硅太阳能电池
关键词:硅，太阳能电池
硅材料是半导体工业中最重要且应用最广泛的元素半导体材料，是电子工业和太阳能光伏工业的基础材料。硅材料有很多种晶体形式，包括单晶硅、多晶硅和非晶硅，应用于太阳电池工业领域的硅材料包括直拉单晶硅、薄膜非晶硅、铸造多晶硅、带状多晶硅和薄膜多晶硅。它们有各自的优点和弱点。其中，直拉单晶硅和铸造多晶硅应用最为广泛，占太阳能光电材料的90%左右。目前，单晶硅太阳电池的平均效率为15%，实验室效率已经达到24.4%；多晶硅太阳电池的效率也达14%，最大效率为19.8%；非晶硅太阳电池的稳定效率，单结电池为6%~9%，实验室最高效率为12%，多结电池为8%~10%，实验室最高效率为11.83%。
非晶硅作为太阳能材料尽管是一种很好的电池材料，但由于其光学带隙为1.7eV，使得材料本身对太阳辐射光谱的长波区域不敏感，这样就闲置了非晶硅太阳能电池的转化效率。此外，其光电效率会随着光照时间的延续而衰减，即存在光致衰退S-W效应，使电池性能不稳定。
解决这些问题的途径是制备叠层太阳能电池。叠层太阳能电池就是在p、i、n层单结太阳能电池上再沉积一个或多个p-i-n子电池。叠层太阳能电池提高转换效率、解决单结电池不稳定性的关键问题在于：
①它把不同禁带宽度的材料组合在一起，提高了光谱的响应范围；
②顶电池的i层较薄，光照产生的电场强度变化不大，保证i层中的光生载流子抽出；
③底电池产生的载流子约为单电池的一半，光致衰退效应减小；
④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。
非晶硅薄膜太阳能电池的制备方法很多，其中包括反应溅射法、PECVD法、APCVD法和LPCVD法等反应原料气体为H2稀释的SiH4,衬底主要为玻璃和不锈钢片，制成的非晶硅薄膜经过不同的电池工艺过程可分别制得单结电池和叠层太阳能电池。
非晶硅太阳能电池由于具有转化率较高、生产成本较低及质量轻等特点，有着极大的发展潜力。同时它的稳定性不高，直接影响了实际应用。
最近，Shalav和Richards等人将掺杂稀土元素的无机荧光粉应用于硅电池，研究表明相对较高的比例掺杂Er3+到体系中，可以提高光吸收和荧光粉的发光特性。
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