太阳能光伏电池及其应用--简述题

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1、简述非晶硅薄膜太阳电池为什么用p-i-n结构？由于非晶硅材料具有独特的性质，所以其太阳电池结构不同于晶体硅中的简单的p-n结结构，而是p-i-n结构。这是因为非晶硅材料属于短程有序、长程无序的晶体结构，对载流子有很强的散射作用，导致载流子的扩散长度很短，使得光生载流子在太阳电池中只有漂移运动而无扩散运动。因此，单纯的非晶硅p-n结中，隧道电流往往占主导地位，使其呈电阻特性，而无整流特性，也就不能制作太阳电池。为此，要在p层与n层之间加入较厚的本征层i，以扼制其隧道电流，所以，为了解决光生载流子由于扩散限制而很快复合（即隧道电流）的问题，非晶体硅薄膜太阳电池一般被设计成pin结构，其中

2、p为入射光层，i为本征吸收层，n为基层地。简述表面钝化常用的方法有哪些？表面氧钝化和氢钝化，表面钝化工艺有：掺氯氧化法、磷硅玻璃钝化法、氮化硅钝化法、三氧化二铝钝化法、半绝缘多晶硅钝化法、低压化学气相淀积钝化法、金属氧化物钝化法、有机聚合物钝化法、玻璃钝化法等数十种钝化方法。Pin电池片和nip电池片由于其制膜顺序完全相反，各有自己的特点：①　从大的不同点说起话，顺序为pin电池片的透明电极在nip电池片里是背面电极，在接近表面的一侧。在基片上形成的透明电极是氧化物，在形成微晶电池片时，有被氢原子还原的担心，pin型电池片的最佳吸收宽度会变窄。nip型在金属基片或绝缘基片上形成金属薄

3、膜，可形成微晶硅，由于不受氢还原的影响，在高温下也可形成膜，可以扩大最佳吸收宽度。②　从集成结构的观点来看，pin用的是与非晶相类似的集成化技术，有可能形成超级线性集成结构，nip电池片要和非晶硅电池片一样形成超级线性结构，在同一基片上叠层时，要用与Cu（In，Ga）Se2太阳能电池同样的方法集成。简述CIS和CIGS系太阳能电池的新进展表现在哪些地方。(P119)1）Cd自由缓冲层。关于不用Cd的缓冲层的开发研究，目前是相当活跃的。使用CIGS系太阳能电池时，Cd的的绝对量是非常少的，是住宅应用时几乎不产生问题的用量，但对于环保的太阳能电池,还是应该考虑尽量避免使用。2）柔性基片。

4、最近，使用柔性基片的CIGS太阳能电池的开发正在活跃进行中。这类基片除了用薄膜基片进行连续生长外，在宇宙应用上也期待有很大的市场。CIGS太阳能电池，在高能量粒子存在的宇宙空间中，为了显示高度的安定性能，如果重量轻的柔性基片能制造高效率的太阳能电池，空间应用时重要的W/kg比就可以达到极大值。3）S系、Al系等新材料。可作为太阳能电池相应禁带宽度的钙硫化铁矿半导体是很多的，除了Cu（InGa）Se2系外，人们对CuInS2也有很高的兴趣。在CuInS2系中，目前小面积可达到12%的转换效率。最近，人们更感兴趣的材料还有Cu（In-Al）Se2系，由于Al容易被氧化，是很难处理的材料，

5、故只得到了与Ga系接近的16.9%的转化效率。4）聚光电池片。标准状态下CIGS电池片的聚光的工作效率为17.9%，当聚光倍率增加，开放电压也提高，聚光倍率14时可得到21.5%的转换效率。5）宇宙空间应用。目前知道的太阳能电池中，按Si、GaAs、InP的顺序，可得到高耐放射性的实验结果，但已明确，CIGS比InP具有更强的受耐性。Schock等人用初期效率为10%的CuInS2薄膜太阳能电池，即使用10MeV的质子照射（3*1016p/cm2），电气性能也能维持在初期值的85%以上。6）4端子串联的高效化。小面积CIGS系太阳能电池的转换效率为19%，为了实现串联太阳能电池，有必

6、要对开发较迟缓的宽禁带宽度的材料的高品质化加快进程，根据这一组合，有望达到将来25%的转化效率。为了实现串联结构，有必要在隧道结合部开发禁带宽度更广的P型透明导电膜。什么是LPE法？并对该法作简单描述。什么是MOCVD法？并对该法作简单描述。GaAs单晶（外延）薄膜的制备技术：1）液相外延（LPE）制备GaAs薄膜单晶：GaAs液相外延就是将GaAs溶解在Ga的饱和溶液中，然后覆盖在衬底表面，随着温度的缓慢降低，析出的GaAs原子沉积在衬底表面，逐渐长成GaAs的单晶层，其厚度可以从几百纳米到几百微米。2）有机金属化学气相生长（沉积）(MOCVD)外延制备GaAs薄膜单晶：制备GaA

7、s薄膜单晶是利用氢气作为载体，利用三甲基镓（TMGa）或三乙基镓和砷烷（AsH3）为原材料，在反应室内相互作用分解，然后在衬底上制备出外延薄膜。其化学反应方程式为（CH3）3Ga+AsH3→GaAs+3CH4。3）分子束外延（MBE）：论述题1.请从材料、性能及制造结构等方面，阐述单晶硅、多晶硅、非硅硅及微晶硅薄膜太阳能电池的相同点和不同点，并简单地介绍一下硅太阳能电池的现状及发展前景。（与晶体硅相比，非晶硅薄膜具有下列特征和性质）：1）晶体硅的原子是在三