非晶硅太陽能電池結(jié)構(gòu)是怎么樣的？

非晶硅太陽能電池是以玻璃、不銹鋼及特種塑料為襯底的薄膜太陽電池，結(jié)構(gòu)如圖2所示。為減少串聯(lián)電阻，通常用激光器將TCO膜、非晶硅（A－si）膜和鋁（Al）電極膜分別切割成條狀。

國際上采用的標(biāo)準(zhǔn)條寬約1cm，稱為一個子電池，用內(nèi)部連接的方式將各子電池串連起來，因此集成型電池的輸出電流為每個子電池的電流，總輸出電壓為各個子電池的串聯(lián)電壓。在實際應(yīng)用中，可根據(jù)電流、電壓的需要選擇電池的結(jié)構(gòu)和面積，制成非晶硅太陽能電池。

第一層為普通玻璃，是電池的基底。

第二層為TCO，即透明氧化物導(dǎo)電膜

一方面光從它穿過被電池吸收，所以要求它的光透過率高；另一方面作為電池的一個電極，所以要求它能夠?qū)щ?。TCO 一般制備成絨面，主要起到減少反射光從而增加光的吸收率的作用。太陽能電池就是以這兩層為襯底沉積形成的。

太陽能電池的第一層為P層，即窗口層；其次是i 層，即太陽能電池的本征層，光生載流子主要在這一層產(chǎn)生；然后是n層，起到連接i極和背電極的作用。最后是背電極和Al／Ag 電極。

由于a－Si（非晶硅）多缺陷的特點，a－Si 的p－n 結(jié)是不穩(wěn)定的，而且光照時光電導(dǎo)不明顯，幾乎沒有有效的電荷收集。所以，a－Si 太陽能電池基本結(jié)構(gòu)不是p－n結(jié)而是p－i－n 結(jié)。摻硼形成P 區(qū)，摻磷形成n 區(qū)，i 為非雜質(zhì)或輕摻雜的本征層（因為非摻雜的a－Si 是弱n 型）。重?fù)诫s的p、n 區(qū)在電池內(nèi)部形成內(nèi)建勢，以收集電荷。同時兩者可與導(dǎo)電電極形成歐姆接觸，為外部提供電功率。i 區(qū)是光敏區(qū)，此區(qū)中光生電子、空穴是光伏電力的源泉。入射光盡可能多地進(jìn)入i區(qū)，最大限度地被吸收，并有效地轉(zhuǎn)換為電能，因此對i區(qū)要求是既保證最大限度地吸收入射光，又要保證光生載流子最大限度地輸運到外電路。

非晶體硅結(jié)構(gòu)的長程無序破壞了晶體硅電子躍遷的動量守恒選擇定則，相當(dāng)于使之從間接帶隙材料變成了直接帶隙材料。它對光子的吸收系數(shù)很高，通常0．5μm 左右厚度的a－Si 就可以將敏感譜域的光吸收殆盡。所以，p－i－n 結(jié)構(gòu)的a－Si 電池的厚度取0．5μm 左右，而作為死光吸收區(qū)的p、n 層的厚度在10nm 量級。