非晶硅太陽電池是一種利用太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)換器件。它與其他太陽能電池相比,具有高效、輕薄、柔性、低成本等優(yōu)勢,并且生產(chǎn)過程無需高溫和真空環(huán)境。
1.非晶硅太陽電池組成結(jié)構(gòu)
非晶硅太陽電池由透明導(dǎo)電玻璃、透明導(dǎo)電氧化錫、n型非晶硅、p型非晶硅和金屬背電極等構(gòu)成。其中n型和p型非晶硅形成pn結(jié),當(dāng)光子能量被吸收并電離了硅中的原子后,便會在pn結(jié)中產(chǎn)生電子和空穴。電子和空穴在電場作用下分別向兩側(cè)移動,自然形成了電流。
2.非晶硅太陽電池工作原理
非晶硅太陽電池采用光生電壓和光生電流實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。當(dāng)太陽能光子擊中非晶硅太陽電池表面時,根據(jù)光的波粒二象性,光子既可以作為粒子被吸收并電離原子,也可以作為波與原子相互作用形成界面態(tài)。兩個過程都會產(chǎn)生電荷對,并在外加電場的作用下分別向著異極移動,從而形成電流和電勢差。
3.非晶硅太陽電池的種類
根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域和制備工藝,非晶硅太陽電池可以分為微晶非晶硅太陽電池、氫化非晶硅太陽電池、有機(jī)非晶硅太陽電池、無機(jī)非晶硅太陽電池等多種類型。
4.非晶硅太陽電池的應(yīng)用
非晶硅太陽電池具有重要的應(yīng)用前景,目前已廣泛應(yīng)用于家庭照明、太陽能車載電源、通訊基站、遠(yuǎn)航船舶、無人機(jī)等領(lǐng)域。特別是隨著柔性電子學(xué)技術(shù)的發(fā)展,非晶硅太陽電池將更多地應(yīng)用于柔性光電設(shè)備中。