,制作工艺为低温工艺(100-300℃),耗能较低,易于形成大规模生产能力,生产可全流程自动化,品种多,用途广。非晶硅薄膜电池片存在问题是:,导致光电转换效率低,光致衰退效应明显,光电效率随着光照时间的延续而衰减。以上问题解决途径是制备叠层电池片,即在制备的p-i-n单结电池片上再沉一个或多个p-i-n子电池制得。采用的生产方法有反应溅射法、PECVD法、LPCVD法,如图2-6所示为反应溅射法制备费晶硅电池片的工艺;反应气体是H2稀释的SiH4;衬底材料是玻璃或不锈钢。
1—清洗TCO玻璃 2—激光刻划1(SnO2) 3—沉积非晶硅电池(PIN/PIN) 4—激光刻划2(a-Si)
5—溅射背电极铝膜 6—激光刻划3(Al) 7—封装(汇流、层压、测试)
多元化合物电池片指不是用单一元素半导体材料制成的电池片。各国研究的品种繁多,大多数尚未工业化生产,主要有以下几种:硫化镉电池片、砷化镓电池片、铜铟硒电池片。多元化合物薄膜电池片材料为无机盐,其主要包括砷化镓III-U族化合物、硫化镉、碲化镉及铜铟硒薄膜电池。
铜铟硒电池片是以铜、铟、硒三元化合物半导体为基本材料,在玻璃或其它廉价衬底上沉积制成的半导体薄膜,如图2-7所示。
染料敏化TiO2光伏电池片实际上是一种光电化学电池,如图2-8所示,为TiO2纳米晶薄膜电池片结构。
聚合物电池片是利用不同氧化还原型聚合物的还原电势, 在导电材料表面进行多层复合, 制成类似无机P-N结的单向导电装置。
电池片四种典型状态如图2-10所示:无外部光照,平衡状态;稳定光照,输出开路;稳定光照,输出短路;稳定光照,外接负载。
等效电路的物理意义是:电池片光照后产生一定的光电流IL,其中一部分用来抵消结电流Ij,另一部分即为供给负载的电流IR。
电池片是利用光伏效应直接将光能转换为电能的器件。其理想等效电路模型是一个电流源和一个理想二极管的并联电路,其输出特性可以用I-U曲线图表示,电池片理想等效电路如图2-12a所示,实际等效电路如图2-12b所示。
图2-12 电池片等效电路(Equivalent circuit of the solar cell)
电池片检验内容有、电池片厂家、包装(内包装及外包装)、外观、尺寸、电性能、可焊性、珊线印刷、主珊线抗拉力、切割后电性能均匀度,电池片在未拆封前要求保质期为一年。抽检时,按来料的千分之二抽检,电性能和外观以及可焊性在生产过程全检。电池片检验工具有单片测试仪、游标卡尺、电烙铁、橡皮、刀片、拉力计、激光划片机、涂锡带,助焊剂。计量器具有游标卡尺、电池片分选仪、厚度测试仪、稳压电源、放大镜、橡皮、塞尺等。
可以利用直流I-U曲线图对光伏电池片进行评测,I-U图通常表示电池片产生的电流与电压的函数关系,简化的测量配置如图2-13所示
图2-13a所示曲线给出了光伏电池片的典型正偏特性,其中最大功率(PMAX)出现在最大电流(IMAX)和最大电压(VMAX)的交叉点。图2-13a所示,对电池片进行I-U曲线测量的典型系统,由一个电流源和一个伏特计组成。