毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

1.绪论

1976年，RCA公司的Carlson和Wronski首次报道了a-Si薄膜太阳能电池^[1],之后非晶硅得到了越来越广泛的关注。之所以得到关注,不仅仅在于它的低沉本和低的沉积温度，还在于它在大面积电子器件中的应用潜力，比如太阳电池，薄膜晶体管，可见光发射二极管，彩色传感器等^[2]。

至于非晶硅电池的稳定效率，目前单结、双结、三结分别为4%~5%，6%~7%，7%~8%。世界上从事柔性衬底薄膜太阳能电池的研制生产的主要单位是美国的联合太阳能公司(UnitedSolar)，欧洲的VHF-technologies公司，和日本的Sharp公司，Sanyo公司。我国的柔性衬底薄膜电池的研究进展较慢。哈尔滨Chrona公司在90年代中期曾研制出柔性聚酰亚胺衬底上的非晶硅单结薄膜电池，电池初始效率为4.63%，功率重量比为231.5W/kg，但此后进展不大。近年来南开大学在柔性衬底非晶硅薄膜电池方面的研究取得了一定的进展，他们在0.115cm2的聚酰亚胺衬底上获得单结薄膜电池的初始效率为4.84%，功率重量比为341W/kg。

目前市场上的太阳能电池基本上都是刚性基板的。相比而言，制作柔性衬底上（比如不锈钢超薄片）的非晶硅太阳能电池具有重量轻，可折叠，携带方便等优点。另外，它可使用卷对卷（roll-to-roll）生产工艺，从而大大提高生产效率，降低生产成本。国内对非晶硅薄膜电池的研究主要针对玻璃基板，在柔性基板上的研究报道不多。本课题尝试在柔性不锈钢衬底上制备非晶硅薄膜电池，主要对非晶硅薄膜的沉积工艺进行优化，并探索低损伤透明电极的制备工艺条件。希望能够成功制备出漏电流小，开路电压正常的器件。

2、柔性非晶硅太阳能电池的特点

非晶硅太阳电池按衬底分为硬衬底和柔性衬底两大类。所谓柔性衬底太阳电池是指在柔性材料如不锈钢上制作的非晶硅太阳电池。柔性太阳电池与平板式晶体硅、玻璃衬底的非晶硅等硬衬底电池相比，其最大的特点是轻、薄和可卷曲性，具体如下：

1）具有高的质量比功率

晶体硅和玻璃衬底的太阳能电池虽然具有高的转换效率，但是受材料本身的限制，其质量比功率很低，而且很难进一步提高。而柔性衬底薄膜太阳能电池虽然转换效率稍低，但是由于柔性材料的质量轻，因而当形成组件时也会有很高的质量比功率和面积比功率^[3]。美国 ECD 公司在不锈钢衬底上制造的非晶硅薄膜太阳能电池组件的质量比功率达 600W/kg，美国联合太阳能公司在有机聚合物上研制生产的非晶硅薄膜太阳能电池的质量比功率可以达到 2500W/kg^[4]。

2）柔韧性好