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太阳能电池薄膜制备工艺

发布者:admin   查看次数:1536   发布时间:2017/6/23

目前使用的太阳能电池材料以硅晶体为主,它占有太阳能电池市场份额的86%左右。从材料科学的角度来讲,晶体硅并不是理想的太阳能电池材料。晶体硅是间接带隙的半导体,因此对光的吸收效率很低。

薄膜太阳能电池利用半导体材料薄膜作为吸收层,原材料清耗大大减少,有利于降低成本,并且可以考虑使用一些稀有的元素提高太阳能电池的性能。目前重点开发的是具有直接带隙的半导体薄膜电池。与目前广泛使用的Si晶体太阳能电池相比,它具有以下优点:

1、光吸收效率高。薄膜厚度只需1um左右,光生载流子的扩散长度只要达到几个微米即可,因此对材料纯度和晶体缺陷的要求大大下降。

2、薄膜电池的材料制备和电池同时形成,节省了大量工序。

3、薄膜太阳能电池采用低温工艺技术,不仅有利于降低能耗,而且便于采用廉价衬底(如玻璃,不锈钢等)

由此可见,使用薄膜太阳能电池对于降低成本,扩展太阳能的应用范围是十分有利的。目前开发的薄膜太阳能电池主要有非晶硅薄膜电池、CdTe薄膜电池和CIGS薄膜电池。

太阳能电池薄膜可采用PVD镀制,近些年有许多研究组在制作大面积CIGS电池和电池模块方面取得了很大的进步。现介绍AZO膜生产线,该生产线共设计有七个真空腔体部分,第一部分为进口室,第二部分为进口缓冲室,第三部分为进口传送室,第四部分为工艺室,第五部分为出口传送室,第六部分为出口缓冲室,第七部分为出口室;两对采用PCU04闭路环控制的中频孪生Si靶,形成高质量的隔离SiO2层;十对圆柱AZO靶,实现高质量的AZO透明导电膜;设备设计加工尺寸为宽1100mm,长1400mm的平面基板材料,生产加工周期可优化到100-180秒;生产线采用分子泵抽气形成气氛隔离的先进设计,生产线采用涡轮浮分子泵以获得高效的隔离、稳定的抽速和均匀的气体分布。

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