太阳能电池的制备流程是什么样的?
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发布时间：2022-04-23 14:37
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热心网友
时间：2022-04-21 15:55
首先需要明确薄膜太阳能电池的范围，第一代太阳能电池是单晶和多晶硅电池，第二代太阳能电池采用了吸光系数大的材料，电池厚度不用太厚也足够吸收太阳光，因此称为薄膜太阳能电池。根据吸光材料的不同，常见的薄膜太阳能电池分类有：碲化镉（CdTe）、铜铟镓硒（CIGS）、染料敏化（DSSC）和有机聚合物（OPV）太阳能电池等。各个种类的电池目前还在研究降低成本的制备工艺，因此每类电池的制备方法也不是唯一的，下面选择一些有组件生产的技术做介绍：碲化镉（CdTe）太阳能电池
碲化镉太阳能电池的主要生产商是美国的First Solar公司。从玻璃开始SnO2CdSnO4是透明导电层（TCO）用溅射方法制备；CdS是缓冲层用化学浴沉积（CBD）；主要部分CdTe吸光层用近空间升华（close spaced sublimation-CSS）方法沉积的，也就是加热升华然后沉积到基板上；最后的碳电极是刷上去的。此外电池还需要经过一些热处理。铜铟镓硒（CIGS）太阳能电池：采用铜铟镓硒太阳能电池技术代表性的公司有美国的Global Solar Energy，日本的Honda Soltec和昭和石油Showa Shell等等。从玻璃开始，Mo是磁控溅射的；CIGS是吸光层有几种制备工艺，常见的有a）共蒸发法（co-evaporation）就是把几种元素Cu、In、Ga、Se蒸发到基板上，德国公司和NREL用这种方法较多，b）油墨法，利用化学法制备CIGS的纳米晶然后分散在溶剂里像油墨一样印刷在基板上，美国的Nano Solar用的就是这个技术，c）金属硒化法，将铜铟镓金属溅射或电镀成金属膜，然后和Se蒸汽或H2Se反应，Honda soltec和昭和石油使用的是这一方法；接下来的CdS也是化学浴沉积（CBD）；ZnO和Ag都可以用溅射的方法制备。染料敏化太阳能电池（DSSC）：这种电池在实验室研究的很多，但由于稳定性和封装的问题组件生产的还不是很多，比较有代表性的公司是英国的G24i， 因为生产组件还比较少，具体的制备流程就不介绍了。有机聚合物太阳能电池（OPV）聚合物太阳能电池也是实验室研究的多，商业组件比较少的一类薄膜太阳能电池，有组件的公司好像有一个美国公司Konarka，有机太阳电池也有正向和反向（inverted）两种结构，上图就是反向的，这里面的每一层都可以用溶液印刷的方法来做，因此OPV是制备技术成本较低的，只需要像印刷报纸一样卷对卷（roll to roll）印刷就可以了。但是由于OPV效率较低，材料的稳定性差，封装材料昂贵，暂时还没有获得太大的市场份额。
热心网友
时间：2022-04-21 17:13
真空镀膜(Vacuum coater): 采用溅射法（Sputter）将Mo喷射在基底上；然后是CIG先驱膜（precursor）;硒化反应器 (selenization reactor): 在高温真空环境下使Se蒸汽与precursor反应生成CIGS吸光层；化学沉积(CBD), 通过CBD方法沉积CdS缓冲膜;透明氧化膜(TCO), 设备基本跟1中的真空镀膜设备一样，采用真空溅射法进行ZnO:Al的镀膜；
以上我们称之为前道（Front end)，至此电池结构已经基本完成，但做成成品还需要后道(back end)的进一步加工, 大体流程如下：切割(slitter)，将电池卷切成所需要的宽度；导线印刷(grid)；层压(lamination):将保护膜与电池通过层压机贴合；安装正负极导线的connector;之后就是根据产品需要来安装外框之类的了。当然之后还有一系列测试设备和步骤来测试电池的效率，开环电压，寿命，等等。
