【慧聪丝印特印网】1.概述。在半导体中,CdS(硫化钢)具有2.42eV(电子伏特)的禁带宽度(禁带:固体中不容许有电子能级的能量范围),可通过大部分的太阳光,具有易形成低电阻的特点,适合做异接合型太阳能电池的窗口材料。另外,CdTe(碲化镉)是禁带宽度约1.4eV的直接迁移半导体,做为吸收太阳光的材料是最适合的。
下面对丝网印刷的CdS/CdTe太阳能电池的构造、制造方法、性能和特点做一简单介绍。
2.构造及制造方法。在5×10cm2玻璃基板上制做的丝网印刷CdS/CdTe太阳能电池。太阳光从玻璃基板上射入,在玻璃基板上形成n-CdS整面烧结膜,在n-CdS烧结膜上,形成P-CdTe烧结膜。P型CdS与n型CdTe烧结膜间形成P-n接合。在C上形成Ag电极作为正电极;在CdS部分上形成(Ag+In)电极,作为负电极,即可构成太阳能电池元件。
通过丝网印刷形成像所看到的太阳能电池的五个层,每层都有相应的印刷焊剂,焊剂组成如表4-33所示。
这种太阳能电池的特点是半导体(CdS,CdTe)及电极(C,Ag+In)只要简单重复丝网印刷后,在环形炉中进行烧制就可形成。
表4-33印刷焊剂组成 Cds焊剂
| 主剂
| CdS粉末(5N,粒径2~3μm)
|
| 助剂 粘结剂
| CdCl2,粉末(9.1wt%)丙烯、乙二醇(适量) |
续表CdTe焊剂
| 主剂
| 镉粉末(5N) 碲粉末(6N)
|
| 助剂 粘结剂
| CdCl2(0.5wt%) 丙烯、乙二醇(适量) |
电极用焊剂
| C电极
| 含铜50p.p.m的铜焊剂
|
| Ag+In电极
| 市场出售锡焊剂 铟粉末(20wt%)
|
| Ag电极
| 市场出售银焊剂 |
3.性能。如表4-34所归纳的那样,太阳能电池不依面积增加即可得到很高的效率,性能很优良。另外,这种太阳能电池是使用丝网印刷法制成的,所以通过改变印刷图案,可形成集层型,并可简单地得到高电压的太阳能电池。表中的大面积元件是在厚度为0.13cm,面积为30×30cm2的耐热玻璃基板上,把四行九列的单位元件全部直接排列连接起来的太阳能电池。把一块基板制成一个模块,省略了元件间的配线工序,在材料、制造、模块组全的各阶段,均可降低成本。如果实现了低成本太阳能电池模块,将会把太阳能电池利用的范围扩大到各个领域。
表4-34印刷法CdS/CdTe太阳能电池的性能
| 项目
| 小面积元件
| 中面积元件
| 大面积元件
|
| 尺寸(dm)
| 4.6×0.17
| 10×10(基板)
| 30×30(基板)
|
| 面积(cm2)
| 0.78
| 100
| 900
|
| 发电面积(cm2)
| 0.78
| 64
| 559
|
| 开放电压V oc(V)
| 0.75
| 1.54
| 27.5
|
| 短路电流Isc(A)
| 0.022
| 0.79
| 0.35
|
| 曲线率FF
| 0.61
| 0.54
| 0.51
|
| 最大输出Wmax(W)
| 0.01
| 0.65
| 4.84
|
| Wmax时的电压Vmax(V)
| 0.57
| 1.04
| 18.0
|
| Wmax时的电流Imax(A)
| 0.17
| 0.63
| 0.27
|
| 实用转换效率ηp(%)
| -
| 6.5
| 5.4
|
| 理论转换效率η1(%)
| 12.8
| 10.2
| 8.7
|
| 单位元件数(个)
| 1
| 2
| 36 |
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