Tấm silicon vô định hình được hình thành bằng cách lắng đọng hơi một lớp vật liệu silicon mỏng - dày khoảng 1 micromet - trên vật liệu nền như thủy tinh hoặc kim loại. Silicon vô định hình cũng có thể được lắng đọng ở nhiệt độ rất thấp, thấp tới 75 độ C, cho phép lắng đọng trên nhựa.
Ở dạng đơn giản nhất, cấu trúc tế bào có một chuỗi các lớp pin duy nhất. Tuy nhiên, các tế bào một lớp bị suy giảm đáng kể sản lượng điện (trong khoảng 15-35%) khi tiếp xúc với ánh nắng mặt trời. Cơ chế suy thoái được gọi là Hiệu ứng Staebler-Wronski, theo tên những người phát hiện ra nó.
Độ ổn định tốt hơn đòi hỏi phải sử dụng các lớp mỏng hơn để tăng cường độ điện trường trên vật liệu. Tuy nhiên, điều này làm giảm sự hấp thụ ánh sáng, do đó hiệu quả của tế bào. Điều này đã khiến ngành công nghiệp phát triển các thiết bị song song và thậm chí ba lớp có chứa các tế bào pin được xếp chồng lên nhau.
Một trong những nhà tiên phong phát triển pin mặt trời sử dụng silicon vô định hình là Uni-Solar. Họ sử dụng hệ thống ba lớp (xem hình minh họa bên dưới) được tối ưu hóa để thu ánh sáng từ quang phổ mặt trời đầy đủ).
Như bạn có thể thấy từ hình minh họa, độ dày của pin mặt trời chỉ bằng 1 micron, hay bằng khoảng 1/3 kích thước của pin mặt trời silicon đơn tinh thể.
Trong khi silicon tinh thể đạt được năng suất khoảng 18%, thì năng suất của pin mặt trời vô định hình vẫn ở mức khoảng 7%. Tỷ lệ hiệu quả thấp một phần là do hiệu ứng Staebler-Wronski, biểu hiện trong những giờ đầu tiên khi các tấm tiếp xúc với ánh sáng mặt trời và dẫn đến giảm năng suất của tấm silicon vô định hình từ 10% xuống còn khoảng 7%. .
Một nhà nghiên cứu người Đức từ Đại học Công nghệ Delft đã chứng minh cách tăng sản lượng năng lượng của các tấm pin mặt trời silicon vô định hình từ khoảng 7% lên 9%. Trong nghiên cứu tiến sĩ của mình, Gijs van Elzakker đã nghiên cứu sự thích ứng trong quy trình sản xuất mô-đun silicon vô định hình để tăng sản lượng mà không cần thêm bất kỳ chi phí nào bằng cách sử dụng Khí Silane để giảm hiệu ứng Staebler-Wronski.
Đây chỉ là một cách tiếp cận đang được thử nghiệm ngày nay. UniSolar's , hiệu suất laminate hiện ở mức 8,2%; tuy nhiên, vào cuối mùa xuân năm 2011, công ty dự kiến sẽ ở mức 10% bằng cách sử dụng công nghệ lớp phủ ba / mối nối ba của họ.
Dựa trên những cải tiến trong bẫy ánh sáng, lắng đọng tốc độ cao và công nghệ HybridNano, Uni-Solar dự kiến có thể nâng hiệu suất chuyển đổi lên 12% vào năm 2012 và tin rằng họ có tiềm năng đạt 20 +% cho dòng sản phẩm của mình .
Ưu điểm chính của pin mặt trời silicon vô định hình là chi phí sản xuất thấp hơn, điều này làm cho các tế bào này có giá thành rất cạnh tranh.
Một trong những ưu điểm chính của a-Si so với silic kết tinh là nó đồng đều hơn nhiều trên các diện tích lớn. Vì silicon vô định hình tự nhiên có đầy các khuyết tật, nên bất kỳ khuyết tật nào khác, chẳng hạn như tạp chất, không ảnh hưởng quá nhiều đến các đặc tính tổng thể của vật liệu.
Silicon vô định hình có thể được sản xuất với nhiều hình dạng và kích thước khác nhau (ví dụ như hình tròn, hình vuông, hình lục giác hoặc bất kỳ hình dạng phức tạp nào khác. Điều này làm cho nó trở thành công nghệ lý tưởng để sử dụng trong nhiều ứng dụng như cung cấp năng lượng cho máy tính điện tử, đồng hồ đeo tay năng lượng mặt trời, sân vườn đèn và để cung cấp năng lượng cho các phụ kiện ô tô. Các pin mặt trời nhỏ được sử dụng trong máy tính bỏ túi đã được chế tạo bằng a-Si trong nhiều năm.
Không giống như các tế bào năng lượng mặt trời tinh thể trong đó các tế bào được cắt rời và kết hợp lại, các tế bào silicon vô định hình có thể được kết nối nối tiếp với nhau cùng lúc các tế bào được hình thành, giúp dễ dàng tạo ra các tấm pin ở nhiều điện áp khác nhau (ví dụ: để sử dụng trong năng lượng mặt trời bộ sạc pin).
Mắt người nhạy cảm với ánh sáng có bước sóng từ 400 nm đến 700 nm. Vì pin mặt trời silicon vô định hình nhạy cảm với ánh sáng có cùng bước sóng về cơ bản, điều này có nghĩa là ngoài việc được sử dụng làm pin mặt trời, chúng còn có thể được sử dụng làm cảm biến ánh sáng (ví dụ: đèn cảm biến ngoài trời, v.v.).
Một số tấm pin mặt trời vô định hình cũng đi kèm với công nghệ chống bóng râm hoặc nhiều mạch bên trong tế bào, do đó nếu toàn bộ hàng tế bào chịu bóng hoàn toàn, mạch sẽ không bị hỏng hoàn toàn và vẫn có thể thu được một số đầu ra. Điều này đặc biệt hữu ích khi lắp đặt các tấm pin mặt trời trên thuyền.
Quá trình phát triển của các tấm pin mặt trời a-Si cũng giúp chúng ít bị vỡ hơn trong quá trình vận chuyển hoặc lắp đặt. Điều này có thể giúp giảm nguy cơ làm hỏng khoản đầu tư đáng kể của bạn vào hệ thống quang điện.
Một ưu điểm chính khác của loại công nghệ này là khả năng chống nhiệt cao hơn. Theo một nghiên cứu 4 năm của NREL - người ta quan sát thấy rằng các mô-đun PV silicon vô định hình cho kết quả cao hơn khi nhiệt độ tăng lên.
Như đã đề cập trước đây, những tấm pin này có hiệu suất thấp hơn so với pin mặt trời đơn tinh thể hoặc thậm chí là pin mặt trời đa tinh thể. Các nỗ lực để tăng hiệu quả, chẳng hạn như xây dựng các tế bào nhiều lớp hoặc tạo hợp kim với germani để giảm khoảng cách vùng cấm của nó và cải thiện hơn nữa khả năng hấp thụ ánh sáng đều có thêm sự phức tạp. Cụ thể, các quy trình phức tạp hơn và năng suất quy trình có thể thấp hơn và do đó chi phí có thể cao hơn - do đó làm giảm lợi thế về chi phí của loại pin mặt trời này.
Thời gian sống dự kiến của tế bào vô định hình ngắn hơn thời gian tồn tại của tế bào tinh thể, mặc dù rất khó xác định ngắn hơn bao nhiêu, đặc biệt là khi công nghệ tiếp tục phát triển. Từ việc đọc qua các tài liệu, có vẻ như tuổi thọ dự kiến vẫn theo thứ tự là 25 năm hoặc lâu hơn. Ví dụ, Uni-Solar cung cấp đảm bảo hiệu suất sau trên các tấm 144 Wp của họ: 92% sau 10 năm, 84% sau 20 năm, 80% sau 25 năm (công suất tối thiểu).
Sanyo đã phát triển một loại pin mặt trời lai bằng cách phủ các lớp silicon vô định hình lên pin mặt trời đơn tinh thể (xem sơ đồ kèm theo). Họ gọi đây là Pin mặt trời HIT và nó có xếp hạng hiệu suất 20,2%.
Theo IMS Research , Sanyo xếp thứ 10 về MW của các tấm pin mặt trời được sản xuất trong quý đầu tiên của năm 2010, phần lớn là do sự phổ biến của công nghệ pin mặt trời lai của nó.
Bên cạnh đánh giá hiệu suất cao, các tế bào này tận dụng hiệu suất cao của silicon vô định hình ở nhiệt độ cao hơn (trên 25 ° C) với kết quả mà Sanyo tuyên bố rằng các tế bào này tạo ra điện năng nhiều hơn khoảng 10% khi nhiệt độ tăng lên so với các tế bào silicon đơn tinh thể - làm cho chúng đáng xem xét nếu bạn ở một nơi có nhiệt độ thường xuyên vượt quá 25 ° C (nhiệt độ hoạt động trong khoảng –20˚C đến 46˚C).
Lưu ý : Trong khi hầu hết các nhà sản xuất bảng điều khiển quy định rằng hiệu suất bảng điều khiển sẽ nằm trong khoảng –5% / + 5%… Sanyo đảm bảo hiệu suất 100% (tức là -0% / + 10%) tại thời điểm giao hàng.
简体中文 
