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Thin Film células solares de silicio Introducir

Este artículo se centra en el panel de silicio policristalino, paneles de silicio amorfo y silicio microcristalino delgadas células solares de película de silicio y otras características, los métodos de preparación, aplicación y estado de desarrollo. Y de acuerdo con la actual situación internacional y las necesidades de la sociedad, propuso la elaboración de materiales para células solares y las aplicaciones.

En la actualidad, el consumo mundial de energía aumentó considerablemente y la situación de escasez de recursos naturales de la comunidad internacional se ha convertido cada vez más el cuello de botella del desarrollo económico, por lo que es una necesidad urgente de encontrar la energía limpia y renovable para satisfacer las nuevas necesidades de la comunidad. La energía solar como energía libre de contaminación de la Tierra renovables atrajo una amplia atención de los investigadores científicos, la investigación y la aplicación de las células solares se ha desarrollado rápidamente. más grande del mundo presidente solar fabricante de células de Sharp de la empresa japonesa Electric dijo Mikio Katayama [1]: ". 2013 es una de silicio y la película delgada de silicio cristalino van de la mano, desde 2013, se convertirá en la película delgada de silicio convencional" película visible, delgada desarrollo de la tecnología de células solares ha ido más allá de las células solares tradicionales, las células solares convierten en el foco de la dirección de I + D y la integración de la. Los productos de éxito se han desarrollado principalmente las células de silicio policristalino solares de película fina, las células de silicio amorfo de capa delgada y microcristalina células solares de película delgada de silicio. Se describe por separado a continuación.

Una de silicio policristalino de células solares de película fina

Las células de silicio policristalino solares de película fina [2] se basa en el silicio monocristalino células solares desarrolladas. Las células solares de silicio monocristalino son células de silicio cristalino, la eficiencia de conversión es la más alta, la tecnología de células solares más maduros, especialmente en la producción industrial y aplicaciones a gran escala, las células de silicio monocristalino solar dominan. Pero el material de silicio caro, proceso de preparación muy complicada, así que los investigadores comenzaron a partir de los años 70, a las películas de silicio de bajo costo policristalino depositadas sobre el sustrato, con la esperanza de reducir los costos, pero las condiciones experimentales, el nivel de tecnología es limitada, lo que el crecimiento de películas de silicio cristalino de grano es muy pequeño, incapaz de lograr resultados. Con el desarrollo de la tecnología de silicio policristalino preparación solares de película delgada de células y la aplicación de todos los grandes avances. En la actualidad, la preparación de células policristalinas de película delgada de silicio solar y más por la deposición de vapor químico diversas, incluida la deposición química de vapor de baja presión (LPCVD) y plasma mayor deposición de vapor químico (PECVD) y rápido proceso de deposición química de vapor termal (RTCVD) proceso. Además del crecimiento epitaxial de semiconductores líquido, cristalización en fase sólida y el método de depósito de pulverización catódica se utiliza también para preparar a las células de silicio policristalino solares de película fina.

de silicio policristalino de película delgada de células solares eficiencia de conversión es también muy mejorado, y algunos están cerca de un solo cristal de células solares de silicio. las empresas Mitsubishi, tales como Japón preparado polisilicio de sílice sustrato las células solares de película delgada, la eficiencia óptica de hasta 16,5%. Alemán investigadores solar utilizado la tecnología de fusión zona de recristalización de polisilicio preparado por la batería, la eficiencia de conversión de hasta 19% [3]. Pilas de silicio policristalino de película delgada se utiliza menos que el silicio, la recesión ineficiente, y puede materiales de bajo costo en la preparación del sustrato, cuestan mucho menos que una alta eficiencia las células de silicio monocristalinas y, en células de silicio policristalino tanto solares de película fina ha sido el desarrollo de la fina Las células solares de silicio de cine convertido en uno de los baños, con buenas perspectivas para el desarrollo.

Dos células de silicio amorfo de capa delgada

El silicio amorfo, también conocido como el silicio amorfo (denominada a-Si), es un alótropo silicio. de células de silicio amorfo de capa delgada de su bajo costo, la facilidad de producción en masa y una gran atención se ha prestado y desarrollado, es el más reconocido el desempeño ambiental de las células solares. De silicio amorfo de capa delgada métodos de preparación de células [4] pulverización reactiva, química de baja presión de la deposición de vapor (LPCVD) y plasma mayor deposición de vapor químico (PECVD) y así sucesivamente. PECVD método en el que los más maduros, que se preparará a las células solares de silicio de baja temperatura amorfo.

Células de silicio amorfo de capa delgada con el ahorro de energía, de alto rendimiento, el ciclo de recuperación de energía se corta y así sucesivamente, pero la película delgada de silicio amorfo [5] de la brecha de banda óptica (1.7eV) y el espectro solar no coincide, lo que limita la eficiencia de conversión de la batería, y su eficiencia óptica se incrementarán con el tiempo de decaimiento iluminación. Por lo tanto, la delgada de silicio amorfo de investigación de células solares de película se centró en mejorar la eficiencia y la estabilidad, los programas específicos [6] son: banda prohibida por diferentes multiunión apilados para mejorar la eficiencia y la estabilidad, reducir la reflexión de la luz y mejorar la superficie de la estructura de la batería , con i delgada capa, para mejorar el campo eléctrico interno, la reducción de la luz de decaimiento inducido. Cuatro aspectos de la labor en la investigación anterior y el desarrollo, creo que en un futuro próximo, las células de silicio amorfo de capa delgada se ha mejorado mucho el rendimiento para servir mejor a la humanidad.

3 de silicio microcristalino células solares de película fina

Con el fin de desarrollar una alta eficacia de conversión y el rendimiento de células solares es más estable en los últimos años se han convertido en una investigación de la célula solar de silicio microcristalino es otro punto caliente. microcristalina de silicio como materias brecha de banda estrecha y la batería de silicio amorfo de película delgada compuestas de estructura laminada, pueden aprovechar el espectro solar, y puede resolver la estabilidad de silicio amorfo de película delgada problemas de la batería.

En la actualidad, la preparación de la tecnología de silicio microcristalino métodos incluyen tres tipos de método de deposición de vapor químico importante [7]. La primera deposición de la tecnología de silicio microcristalino para el plasma de RF mayor deposición de vapor químico (RF-PECVD), pero las propiedades de los materiales preparados por la gente pobre a través de la mejora después para mejorar la presión del depósito, el aumento de la potencia de descarga, por lo que la película de la calidad y la deposición tasa se ha mejorado mucho. El segundo método es aún más alta frecuencia de plasma mayor deposición de vapor químico (VHF-PECVD), es aumentar la frecuencia de excitación del plasma, lo que efectivamente puede alcanzar microcristalina del silicio de alta calidad, el crecimiento de alta velocidad. Pero la existencia de pie efecto de onda y la pérdida de efecto de la tecnología de onda, es difícil lograr una producción industrializada a gran escala. También hay un nuevo método de deposición de película delgada - químicas filamento caliente deposición de vapor (HW-CVD), pero este método fue de bajo coste y fácil de provocar la contaminación del medio ambiente, la densidad del material defecto es alto, por lo que hasta cierto punto límite de los materiales de silicio microcristalino en aplicación de células solares y el desarrollo.

4 Conclusión

Las células solares es aliviar la crisis energética de los nuevos dispositivos fotovoltaicos. Desde las aplicaciones de los años 90 del siglo 20, la industria mundial de células solares, un aumento del 15% de un año seguido desarrollando [8], China ha superado a Europa y Japón, la superpotencia mundial de producción de células solares, rendimiento de la batería ha mejorado en gran medida se cada vez más extendido. En la actualidad, ha desarrollado un nuevo tipo de células de película delgada basadas en el silicio solar de alta eficiencia y la aplicación parcial de la comercialización, pero todavía hay muchos defectos, mejorando así el rendimiento de células solares, bajos costes de fabricación y la reducción de la producción a gran escala impacto ambiental del futuro de la dirección principal del desarrollo de células solares.

 

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