三种重要的材料 — 用于异质结太阳能电池:晶体硅(c-Si),非晶硅(a-Si),氧化铟锡(ITO)
晶体硅「 c-Si 」
晶体硅(c-Si)是当今快速发展的光伏(PV)产业的基础,并以晶体晶片的形式经常被用于制造标准的同结太阳能电池。硅似乎是接近理想的光伏材料,因为它丰富、无毒,并且受益于庞大的知识库和工业基础设施。通过在玻璃上沉积非晶硅(a-Si:H),然后在550-600C下退火6-24小时,可以很容易地生长c-Si薄膜。最大的挑战可能是Si和SiO 2的高界面反应性。尽管如此,硅外延已经在许多国外衬底上实现。光伏太阳能电池可能需要外延增厚到2-10米,有效光捕获达到15%或更高的效率。c-Si有两种,多晶硅和单晶硅,但 单晶硅 是HJT太阳能电池唯一考虑使用的一种,因为它有更高的纯度,因此效率更高。
非晶硅「 a-Si 」
在70年代,人们发现 非晶硅(a-Si)适合用于 薄膜光伏技术,并且可以作为太阳能电池中的半导体,是制造异质结太阳能电池的第二大重要材料。就器件特性而言,非晶硅不同于晶体(有序)硅。在不需要形成晶体的情况下,可以在远低于200℃的温度(约200℃)下在各种基板材料上加工,为各种电子产品提供了一些独特的性能。但是此工艺会导致结构损失和缺陷,例如悬垂键和扭曲的Si-Si键(在长度和角度上)。缺陷在电子与空穴重新结合的能隙中产生能级,从而限制了电流。虽然a- si本身有密度缺陷,但应用氢化工艺可以解决这些问题,产生 氢化非晶硅(a- si:H),这种工艺更容易掺杂,带隙更宽,使其更好地用于制造HJT电池。
氢化非晶硅 自70年代引入以来一直是一种很有前途的材料,其用途一直持续到今天,用于混合太阳能电池、开关器件、数字X射线和光学成像、可见光致发光、薄膜晶体管、用于检测生物分子的光传感器、微机电系统(MEMS)、气体传感器、,高能粒子像素探测器、光电探测器等。氢化非晶硅薄膜及其合金是实现先进光电器件的有力竞争者。
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氧化铟锡「 ITO 」
氧化铟锡 是氧化铟(III)和氧化锡(SnO2)的固溶体,作为透明半导体材料具有独特的性能。氧化铟锡通常在大多数体积中立即可用。可以考虑高纯度,亚微米和纳米粉末形式。
氧化铟锡(ITO)是 异质结太阳能电池透明导电氧化物(TCO)层的首选材料,透明导电氧化物(TCO)薄膜的沉积技术对于光电器件的高性能至关重要。ITO的反射率和电导率特性使其成为HJT太阳能电池较好的接触层和外层。
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环境保护 成为了全世界关注的焦点问题,我国调整能源结构是国家战略层面的选择,未来国家大力 推进新能源和可再生能源建设的趋势将不可逆转,光伏发电的规模在未来将进一步扩大。异质结太阳能电池的应用场景极为广泛,为太阳能行业扩大太阳能发电的应用市场开辟了新道路。
原标题:制造异质结太阳能电池的材料