【正文】 一般對(duì)于非晶硅 /晶硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池降低窗口層的摻雜濃度有利于光生載流子的傳輸與收集 ,但為了增加電池內(nèi)電勢(shì)和減小串聯(lián)電阻 ,窗口摻雜濃度要適當(dāng)調(diào)高 ,然而高摻雜將導(dǎo)致電池“死層”出現(xiàn) ,一般人們選擇重?fù)诫s薄 p層作為窗口層。首先，就是前面提及的操作 PECVD 技術(shù)的參數(shù)情況。據(jù)估計(jì)，離子大約有 39 10%的貢獻(xiàn)在 aSi:H生長(zhǎng)方面。 3. 泵浦系統(tǒng) ，通常由渦輪分子泵和回轉(zhuǎn)機(jī)械泵組成，可以控制反應(yīng)氣體。非晶硅薄膜電池的結(jié)構(gòu)一般采取疊層式或進(jìn)行集成或構(gòu)造異質(zhì)結(jié)等形式。非晶硅在長(zhǎng)期光照下，其光電導(dǎo)和暗電導(dǎo)同時(shí)下降，然后才保持穩(wěn)定，其中暗電 導(dǎo)可以下降幾個(gè)數(shù)量級(jí)，從而導(dǎo)致非晶硅太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率降低；然后，經(jīng) CC 00 20xx50 ? 短時(shí)間熱處理，其性能又可以恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，這種效應(yīng)被稱為是StablerWronski效應(yīng)（ SW效應(yīng)）。 應(yīng)用 100V電壓來(lái)控制 1μ m 厚的 aSi:H樣品接收 10個(gè)微安的電流，便于測(cè)量。一個(gè)懸掛鍵可以以下三種電性：正電（ ?D ），中性（ 0D ），負(fù)電（ ?D ）。 在半導(dǎo)體材料中反應(yīng)載流子的分布和濃度的一項(xiàng)重要信息是態(tài)的能量分布，也稱為態(tài)密度。這是因?yàn)樗梢遭g化非晶硅薄膜中大量存在的懸鍵，降低薄膜的缺陷密度，減少帶隙中的非 26 輻射復(fù)合中心，從而顯著提高薄膜的穩(wěn)定性。其中一些懸掛鍵在圖 3 中描述了。圖 3 b 舉例說(shuō)明 aSi:H 不呈現(xiàn)出長(zhǎng)程有序的結(jié)構(gòu)。加大了西寧市地區(qū)的固定資產(chǎn)的投入，帶動(dòng)了局部經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)。路透社根據(jù)一份太陽(yáng)能研究公司 iSuppli發(fā)出的報(bào)告顯示，非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的市場(chǎng)占有率將于 20xx年以前增加一倍以上。這包括：透明導(dǎo)電膜（ TCO）前電極的沉積， 多層后電極的沉積，亞電池系統(tǒng)的激光劃片，封裝和構(gòu)架系統(tǒng)等。此外 ,非晶硅材料的光學(xué)帶隙為 ,材料本身對(duì)太陽(yáng)輻射光譜的長(zhǎng)波區(qū)域不敏感 ,這樣一來(lái)就限制了非晶硅太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率 ,解決這個(gè)問(wèn)題的方法就是制備疊層太陽(yáng)能電池 ,一方面增加太陽(yáng)光利用率 ,另一方面提高非晶硅太陽(yáng)能電池效率。 改革開(kāi)放以來(lái)青海省對(duì)外貿(mào)易工作克服遠(yuǎn)離口岸、交通不便等困難，積極應(yīng) 對(duì)國(guó)際經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的變化，大力推進(jìn)以開(kāi)放帶動(dòng)進(jìn)出口，不斷開(kāi)創(chuàng)對(duì)外貿(mào)易發(fā)展的新局面。 青海省光伏發(fā)電應(yīng)用的發(fā)展整體定位為：全國(guó)最大的光伏發(fā)電基地，為本省、鄰省、華北乃至全國(guó)提供電力。 一、產(chǎn)業(yè)發(fā)展初具規(guī)模 目前，青海省光伏產(chǎn)業(yè)正在政府宏觀調(diào)控下穩(wěn)步發(fā)展。 500 千伏直流超高壓電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)。全省土地面積 72 萬(wàn)平方公里，未利用土地面積為 萬(wàn)平方公里，僅海西州就有未利用土地 20 萬(wàn)平方公里，主要為荒草地、鹽堿地、沙地、裸 6 土地、裸巖石礫地等，僅柴達(dá)木盆地就有荒漠化土地約 萬(wàn)平方公里。非晶硅電池已經(jīng)應(yīng)用于各種領(lǐng)域，并顯示出了強(qiáng)大的生命力。根據(jù)美國(guó)能源信息管理局的預(yù)測(cè)，到 20xx年，世界煤炭、水力和核能發(fā)電將有 %的電力供應(yīng)缺口；到 2020年，這一缺口將增至 %；這一供應(yīng)缺口不得不用可再生能源去彌補(bǔ)，而利用太陽(yáng)能發(fā)電將起著重要的作用。柴達(dá)木地區(qū)我國(guó)年日照時(shí)數(shù)為3600 小時(shí)，是著名的“陽(yáng)光地帶”，具有很高的開(kāi)發(fā)利用潛力。以海西州四分之一未利用土地（ 5 萬(wàn)平方公里）建設(shè)光伏電站的年發(fā)電量將超過(guò) 20xx年全國(guó)總發(fā)電量。 5）電價(jià)水平較低 青海省電力結(jié)構(gòu)以水電 為主，電力充足且電價(jià)水平較低。 三、產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平不斷提高 結(jié)合國(guó)內(nèi)外硅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，在省、市相關(guān)部門的推動(dòng)下，光伏新材料生產(chǎn)企業(yè)注重與高校和科研院所的產(chǎn)學(xué)研合作，加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，提高產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平。 3） 2031 年～ 2040 年，光伏發(fā)電為華北供電 2031～ 2040 年，青海省光伏發(fā)電的應(yīng)用重點(diǎn)是為華北地區(qū)提供電力。實(shí)施后年出口創(chuàng)匯 115 萬(wàn)美元。 非晶硅薄膜太陽(yáng)電池更進(jìn)一步發(fā) 17 展與光電質(zhì)量的提高非晶硅吸收層，摻雜層和介于摻雜層和內(nèi)置層之間的分界層。 5. 降低材料成本。其中硅基薄膜新增產(chǎn)能將集中在中國(guó)和臺(tái)灣，而 CdTe和 CIGS新增產(chǎn)能將集中在美國(guó)、歐洲和日本。非晶硅雙結(jié)玻璃薄膜電池組件的結(jié)構(gòu)如圖 2 所示，自上到下依次為頂面玻璃、 2SiO 導(dǎo)電膜、雙結(jié)非晶硅薄膜電池（非晶硅薄膜電池還可做成單結(jié)或三結(jié)非晶硅薄膜電池）、背電極、 EVA（乙烯醋酸乙烯共聚物）、底面玻璃。 由于短程有序，通常的半導(dǎo)體能帶觀念（由倒帶和價(jià)帶表示）能仍然被用于 c。當(dāng)非晶硅摻雜氫沉積后（利用輝光放電），氫原子聯(lián)結(jié)了絕大多數(shù)的硅的懸掛鍵，作用力強(qiáng)的硅氫鍵就形成了。因此這個(gè)峰用來(lái)判斷 aSi:H中的 X。也就是在 aSi:H中能帶密度是連續(xù)分布。對(duì)于位于 費(fèi)米能級(jí)以下的導(dǎo)帶帶尾，由于都被電子占據(jù)，從而顯示負(fù)電性；而位于費(fèi)米能級(jí)以上的價(jià)帶帶尾，由于沒(méi)有被 29 電子占據(jù)，是空著的，所以顯示正電性。這個(gè)系數(shù)給出了一種材料是否適合作為太陽(yáng)能電池光敏材料重要依據(jù)。 不同條件制備的非晶硅薄膜的光致衰減效應(yīng)是不同的，薄膜生長(zhǎng)參數(shù)和光照條件對(duì)光致衰減有著不同的影響。 34 圖 7 雙結(jié)非晶硅電池結(jié)構(gòu)示意圖 關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容 i．非晶硅的光吸收系數(shù)比晶硅大一個(gè)數(shù)量級(jí)，非晶硅電池的厚度很小，約為晶硅電池厚度 300 分之一，節(jié)省硅材料； PIN 結(jié)（無(wú)論是單層還是多層），可以在薄膜的生產(chǎn)過(guò)程中同時(shí)完成； PIN結(jié)是在約 Co200 左右的溫度下制造的（單晶硅電池， 多晶硅電池約在 Co800 — Co1400 進(jìn)行擴(kuò)散和拉單晶），能源消耗??； 有較高的光電導(dǎo)，較低的暗電導(dǎo) ； ，如下表 2 列舉了三種電池的能耗、材耗及能量回收期： 單晶電池 多晶電池 非晶電池 厚度 / m? 400 400 1 35 溫度 / Co 1 000 1 000 200 能耗 / 2mhkW ?? 2 000 1 000 100 能耗回收期 /年 表 2 三種電池能耗、材耗和能量回收期 ，對(duì)于同樣峰瓦數(shù)的太陽(yáng)電池，非晶硅電池可比單晶硅、多晶硅電池產(chǎn)生更多的電能，下表 3 列出了不同廠家生產(chǎn)的四種類型的太 陽(yáng)電池，在相同地點(diǎn)安裝，每千瓦電池一年內(nèi)的實(shí)際發(fā)電量數(shù)據(jù)： Corporations Cells Efficiency Gross Capacity of cells BP Solar cSi 13． 5% 977 Siemens cSi % 930 Kyocera pSi % 964 ASE pSi % 966 Shell pSi % 961 UniSolar aSi % 1 164 Free Energy aSi % 1 084 BP Solar aSi % 1 001 36 Siemens CIGS % 963 表 3 不同廠家的四類電池發(fā)電總量比較 非晶硅的制備需要很快的冷卻速率，一般要大于 sC/105? ，所以，其制備通常利用物理和化學(xué)氣相沉積技術(shù)。中性的組分?jǐn)U散到襯底，正離子轟擊 到活性膜， 負(fù)離子被等離子體收集。當(dāng)需要擴(kuò)大化生產(chǎn)時(shí)，沉積速率需要在 120xx ?? sA? 。此外還可采取有效方法減少 i 層缺陷，改善各層間的能隙匹配，改善各種界面接觸，這些都有可能提高轉(zhuǎn)化效率。一般非晶硅電池的結(jié)構(gòu)均采取 pin 結(jié)構(gòu) ,p 層和 n 層的選擇要保證內(nèi)建電場(chǎng)達(dá)到 i 層厚度內(nèi)所需最小電場(chǎng) ,同時(shí)還要保證i 層有充分的光吸收。 2. 窗口層性質(zhì) 提高非晶硅太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率一般要求窗口材料光學(xué)帶隙寬且較低的電阻率和激活能。這可以通過(guò)降低等離子體中電子溫度或增加沉積溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)。3SiH 聯(lián)結(jié)到生長(zhǎng)表面需要合適的懸掛鍵，而懸掛鍵產(chǎn)生于 氫離開(kāi)表面。 aSi:H薄膜的厚度大概是半微米，因此必須沉積在適合大小的襯底之上。如果直接用重?fù)诫s的 p+和 n+材料形成 p+n+結(jié) ,由于重?fù)诫s非晶硅材料中缺陷態(tài)密度較高 ,少子壽命低 ,電池性能會(huì)很差。 在含氫的非晶硅中，氫能 夠很好地和懸掛鍵結(jié)合，飽和懸掛鍵，降低其缺陷密度，去除其電學(xué)影響，達(dá)到鈍化非晶硅結(jié)構(gòu)缺陷的目的。 30 圖 6 aSi:H 吸收系數(shù)隨光子能量變換函數(shù)曲線 aSi:H的電學(xué)特性通常由暗電導(dǎo) 率 ，光電導(dǎo)和 遷移率產(chǎn)品壽命來(lái)描述。 aSi:H中能級(jí)將 擴(kuò)展態(tài)和定域態(tài)分離成價(jià)帶 Ev，導(dǎo)帶 Ec，遷移 率邊，兩者之差也不再具有禁帶的意義，而被稱為遷移率隙（或能隙，光學(xué)帶隙），它比單晶硅的帶寬要大，并且典型的能隙值為 。 HSMLSMHSMII IR ??* （ 1） 其中 IHSM和 ILSM分別是 LSM和 HSM的全部吸收強(qiáng)度。然而，這種方法的靈敏性 被薄膜中較低的自旋密度所限制并且這種方法只提供了順磁性的缺陷信息，它無(wú)法表達(dá)出無(wú)配對(duì)電子產(chǎn)生的缺陷信息。在連續(xù)的無(wú)規(guī)網(wǎng)絡(luò) ,一個(gè)原子不能夠位置不合適。 在原子結(jié)構(gòu)中，一個(gè) 原子與它直接相鄰的原子的聯(lián)結(jié)數(shù)目叫做配位數(shù)。項(xiàng)目實(shí)施的是項(xiàng)目實(shí)施單位貫徹落實(shí)我國(guó)能源利用基本方針政策的具體體現(xiàn)。 襯底的選擇決定了加工 各過(guò)程的溫度和加工步驟。 /s。 由于非晶硅半導(dǎo)體材料 (aSi)最基本的特征是組成原子的排列為長(zhǎng)程無(wú)序、短程有序 ,原子之間的鍵合類似晶體硅 ,形成的是一種共價(jià)無(wú)規(guī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ,它含有一定量的結(jié)構(gòu)缺陷、懸掛鍵、斷鍵等 ,因此載 15 流子遷移率低、擴(kuò)散長(zhǎng)度小、壽命短 ,所以這種材料是不適合直接做成半導(dǎo)體器件的。這也是青海省大力發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)，形成特色經(jīng)濟(jì)框架，保證能源需求的持續(xù)增長(zhǎng)得以滿足的迫切需要。 20xx 年建成青海省第一座運(yùn)行發(fā)電的并網(wǎng)光伏示范電站，年發(fā)電量約 5000 多 KWh， 20xx 年計(jì)劃 55KWp 的電站建設(shè)，目前已完成40KWp， 20xx年建設(shè)的 300KWp 光伏并網(wǎng)電站年發(fā)電量為 42萬(wàn) KWh。從硅材料、硅錠 /切片、太陽(yáng) 8 電池生產(chǎn)、組件封裝、平衡部件研發(fā)及生產(chǎn)、系統(tǒng)集成、銷售網(wǎng)絡(luò)及售后服務(wù)體系等光伏產(chǎn)業(yè)中各個(gè)環(huán)節(jié)都有專業(yè)的生產(chǎn)企業(yè)。 2020 年，青海經(jīng)過(guò)錫鐵山 750KV 變電站通往新疆的177。太陽(yáng)能資源分布均勻，海西州和玉樹(shù)州西部年輻照總量在7000 兆焦耳 /平方米以上，相當(dāng)于 20xxKWh/數(shù)可達(dá)到 1800 小時(shí)（系統(tǒng)效率 ）以上。 h；年日照 1 300 h 的發(fā)電成本為 /kW178。根據(jù)電池轉(zhuǎn)化率和硅片厚度變化趨勢(shì)可以測(cè)算多晶硅系統(tǒng)價(jià)格變化趨勢(shì)，最高值分別是 22%和 4 150μ m，這個(gè)數(shù)值接近晶硅的成本極限；根據(jù)模型測(cè)算，按照年日照1000h測(cè)算， 2020 年多晶硅電池系統(tǒng)的發(fā)電成本為 /kW178。全年日照時(shí)數(shù)在 2500～ 3650小時(shí)，年輻照總量 5860～ 7540兆焦耳 /平方米，折合約 1623 億噸標(biāo)煤，合 360萬(wàn)億千瓦時(shí)。建成 750千伏西寧～格爾木輸變電工程、青?！鞑芈?lián)網(wǎng)工程。 7）完整的光伏產(chǎn)業(yè)鏈 青海省具有較為完整 的光伏產(chǎn)業(yè)鏈。另外，中德財(cái)政使用的“西部光伏村 落電站”項(xiàng)目自 20xx 年起實(shí)施，將建成180 個(gè)光伏電站，解決約 1 萬(wàn)戶農(nóng)牧民及學(xué)校、衛(wèi)生所等公益設(shè)施的基本用電需求，受益人口約 4萬(wàn)多人，一定程度上解決了省內(nèi)偏遠(yuǎn)地區(qū)的用電問(wèn)題。 青海省已有鹽湖化工、水電、石油天然氣、有色金屬四大支柱產(chǎn)業(yè)，在 20xx年政府工作報(bào)告中，省政府明確提出要依托本地得天獨(dú)厚的太陽(yáng)能應(yīng)用綜合資源優(yōu)勢(shì)，將太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)打造成國(guó)內(nèi)新的產(chǎn)業(yè)支柱。 主要研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化前期工作 非晶硅薄膜電池由于沒(méi)有晶體硅所需要的周期性原子排列要求 ,可以不考慮制備晶體所必須考慮的材料與襯底間的晶格失配問(wèn)題 ,在較低的溫度 (200℃左右 )下可直接沉積在玻璃、不銹鋼、塑料膜和陶瓷等廉價(jià)襯底材料上 ,工藝簡(jiǎn)單 ,單 片電池面積大 ,便于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn) ,同時(shí)亦能減少能量回收時(shí)間 ,降低生產(chǎn)成本。 3. 為了降低非晶硅薄膜太陽(yáng)電池組件制備的成本，限制在非晶硅沉積機(jī)器的投資，吸收層的沉積速率需要控制在 1020A176。 由此封裝成為了模塊加工中花費(fèi)最高的項(xiàng)目，因此尋找一種便宜的封裝技術(shù)成為最重要的降低成本的手段之一。項(xiàng)目產(chǎn)品的推廣使用，不僅可節(jié)省巨大的電能消耗量，節(jié)省能源開(kāi)支，提高經(jīng)濟(jì)效益；而且可大幅提高能源利用效率，對(duì)促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展具有重要的作用，促進(jìn)資源的節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的建設(shè)。 所有的聯(lián)結(jié)鍵有相同的長(zhǎng)度并且各聯(lián)結(jié)鍵之間的角度是相等的。 在晶體中 , 任何一個(gè)原子處于不合適 的格子空間則形成一個(gè)缺陷。 ESR被認(rèn)為是一項(xiàng)決定 aSi:H缺陷的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，并且其結(jié)果被認(rèn)可準(zhǔn)確的。這個(gè)微觀結(jié)構(gòu)系數(shù)定義為 。在非晶硅半導(dǎo)體的能帶中，不存在嚴(yán)格意義上的價(jià)帶頂和導(dǎo)帶底，能級(jí)將能帶分為兩部分，一部分稱為擴(kuò)展態(tài)；另一部分稱為定域態(tài)。實(shí)際生產(chǎn)中，aSi:H的厚度大致是 ，比典型的單晶硅電池薄 1000倍。 當(dāng)假設(shè)非晶硅中的 g? =1 時(shí)，意味著一個(gè)吸收的光子產(chǎn)生一個(gè)電子 空穴對(duì)，遷移率產(chǎn)品壽命在 600nm是 ?? ≥ 127101 ??? Vcm 。這是因?yàn)?:輕摻雜的非晶硅費(fèi)米能級(jí)移動(dòng)較小 ,如果兩邊都