太阳能电池1

合集下载

太阳能电池参数

太阳能电池参数

太阳能电池参数1. 什么是太阳能电池?太阳能电池,也称为光伏电池,是一种能够将太阳能转化为电能的设备。

它是一种半导体器件,利用光生电效应将光能转化为电能。

太阳能电池广泛应用于太阳能发电系统、太阳能充电器、太阳能灯具等领域。

2. 太阳能电池的参数太阳能电池的性能参数对于评估其性能和适用范围至关重要。

以下是常见的太阳能电池参数:2.1. 开路电压(Open Circuit Voltage,简称Voc)开路电压是太阳能电池在无负载情况下产生的最大电压。

当太阳能电池不连接任何负载时,电池的正负极之间的电压达到最大值。

开路电压取决于太阳能电池的材料和结构。

2.2. 短路电流(Short Circuit Current,简称Isc)短路电流是太阳能电池在短路条件下产生的最大电流。

当太阳能电池的正负极直接连接在一起形成短路时,电流达到最大值。

短路电流取决于太阳能电池的材料和结构。

2.3. 最大功率点(Maximum Power Point,简称MPP)最大功率点是太阳能电池在特定条件下产生的最大功率。

太阳能电池的最大功率点是在太阳能辐射强度和温度等因素确定的特定工作点。

在最大功率点,太阳能电池的输出功率最大。

2.4. 填充因子(Fill Factor,简称FF)填充因子是太阳能电池输出电流和输出电压之间的比值。

填充因子是评估太阳能电池性能的重要参数之一,它描述了太阳能电池的输出特性和效率。

2.5. 效率(Efficiency)太阳能电池的效率是指太阳能转化为电能的比例。

太阳能电池的效率取决于其材料、结构和制造工艺等因素。

高效率的太阳能电池可以更好地利用太阳能资源。

3. 太阳能电池参数的测量方法太阳能电池参数的测量通常需要使用太阳能模拟器和电源测量仪等设备。

以下是常见的太阳能电池参数测量方法:3.1. 开路电压测量开路电压可以通过将太阳能电池断开负载并测量其输出电压来测量。

在室温下,将太阳能电池暴露在标准太阳光照下,使用电压测量仪测量其输出电压即可得到开路电压。

太阳能电池介绍

太阳能电池介绍

2014全球多晶硅产量
日本其他 , 4% , 1% 德国, 17%
2014全球硅片生产
其他 欧盟 东南亚 日本 3% 2%2% 韩国 3% 5%
中国台湾 9% 中国, 43%
中国大陆 76%
韩国, 16% 美国, 19%
中国
美国
韩国
德国
日本
其他
中国大陆
东南亚
中国台湾
欧盟
韩国
其他
日本
全球组件生产
东南亚, 10% 日本, 5% 中国台 湾, 5%
设备复杂,维护费用高,需要解决炉内 热损失,炉壁重金属污染等问题
改良西门子法依然“综合素质”最 优的多晶硅生产工艺,短时间内被 其他工艺替代的可能很小。 四大多晶硅供应商(保利协鑫、德 国Wacker、美国Hemlock、韩国OCI)
03
Part Three
多晶硅太阳能电池制备工艺
工艺流程
一次清洗
流化床法
经过化学提纯得到的高纯 多晶硅的基硼浓度应小于 0.05ppba(十亿分之一原子 比), 基磷浓度小于0.15ppba, 金属杂质浓度小于1.0ppba。
冶金法
西门子法

三氯氢硅氢还原法于1954年由西门子公司研究成功,因此又 称为西门子法。主要化学反应主要包括以下2个步骤:
1、三氯氢硅(Si HCI)的合成; 3 2、高纯硅料的生产:
12000
10000 8000
6000
4000
4011
0
0%
2007 2008 2009 2010
2004
中国多晶硅电池产业自2004年疯狂扩张,不到 10年,规模全球第一
然而,好景不长,2011 年,欧债危机和双反危 机使中国光伏遭遇寒冬

1.太阳能电池简介

1.太阳能电池简介

印刷 烧结
测试
PERC电池工艺流程图
制绒
扩散
刻蚀 抛光
背钝 化
正面 镀膜
激光 开槽
印刷 烧结
电注 入
测试
PERC电池——背抛
Talesun confidential
目的:削平金字塔塔尖,减少背表面悬 挂键,降低表面复合速率,增加内反射
PERC电池——背抛
Talesun confidential
PERC电池——背钝化
Hale Waihona Puke (1)如下:5POCl3 >600 ℃ 3PCl5+P2O5
(1)
生成的P2O5在扩散温度下与硅反应,生成二氧化硅(SiO2)和磷原子,其反应式如下:
2P2O5+5Si
5SiO2+4P
(2)
POCl3热分解时,如果没有外来的氧(O2)参与其分解是不充分的,生成的PCl5是不易分
解的,并且对硅有腐蚀作用,破坏硅片的表面状态。但在有外来O2存在的情况下,PCl5会进
一步分解成P2O5并放出氯气(Cl2)其反应式如下:
4PCl5 +5O2 过量氧 2P2O5 +10Cl2
(3)
刻蚀原理及目的
目的1:利用HNO3和HF的混合液体 对扩散后硅片下表面和边缘进行腐 蚀,去除边缘的N型硅,使得硅片的上 下表面相互绝缘。 边缘刻蚀原理反应方程式: 3Si + 4HNO3+18HF =3H2 [SiF6] + 4NO2 + 8H2O
需要强调指出:内建电场(PN结)可以有效地将少子(电子和空穴)进行分离;PN结是不能简
单地用两块不同类型(P型和N型)的半导体接触在一起就能形成的。

太阳能电池的工作原理

太阳能电池的工作原理

太阳能电池的工作原理太阳能电池的工作原理是指通过利用光电效应将太阳能转化为电能的过程。

太阳能电池在许多领域得到了广泛的应用,如太阳能发电和太阳能充电设备。

接下来,我将详细解释太阳能电池的工作原理,并分点列出其步骤。

1. 光电效应:光电效应是指在某些物质中,当光照射到物质表面时,会产生电子释放的现象。

这是太阳能电池工作的基础。

2. 太阳能电池的结构:太阳能电池通常由多个层叠在一起的半导体材料组成。

常见的太阳能电池结构包括PN结构、p-i-n结构和多结结构等。

3. 光吸收:太阳能电池的顶层是一层光吸收材料,通常由硅、硒化铟、碲化镉等材料构成。

这一层的作用是吸收太阳光中的能量。

4. 光电子释放:当太阳光照射到光吸收层上时,能量被吸收并激发了其中的电子。

这些激发的电子从原子中释放出来,形成电子空穴对。

5. 电子运动:激发的自由电子和空穴通过材料内部的电场开始运动。

这一电场是由太阳能电池内部的结构和电压差所产生的。

6. 分离和收集电子:在太阳能电池内部,电子和空穴会被电场分离。

自由电子在电场的作用下沿着电流方向运动,而空穴则沿着相反方向运动。

7. 电流输出:太阳能电池内部的电子和空穴通过外部电路传导,形成电流输出。

这样,太阳能电池就将光能转化为电能。

8. 扩散和再复合:为了保持太阳能电池的稳定性和效率,太阳能电池内部通常设置了扩散层和再复合层。

扩散层用于控制自由电子和空穴的扩散速度,而再复合层用于减少电子和空穴的再复合现象,从而增加电流输出。

总结起来,太阳能电池的工作原理是光电效应。

当太阳光照射到太阳能电池的光吸收层上时,光能被吸收并激发其中的电子,形成电子空穴对。

这些电子和空穴通过电场分离并传导到外部电路,形成电流输出。

通过这一过程,太阳能电池将太阳能转化为可利用的电能。

太阳能电池的工作原理不仅在理论上有重要意义,也在实际应用中具有广泛的应用前景。

太阳能电池的高效能转换和可再生能源的使用,为环保和可持续发展做出了重要贡献。

1 太阳能电池概论

1 太阳能电池概论
产品仍然都依赖于 “PN结”结构。
1.3 太阳电池工作原理
1.3.1 光电效应
光电效应(Photoelectric effect):特定频率的电磁波照射下到物质上, 引起物质的电性质发生变化的现象。光电效应分为光电子发射、光电导 效应和光生伏特效应。前一种又称外光电效应。后两种现象称为内光电 效应。
光生伏特效应(Photovoltaic effect):简称“光伏效应”,即半导体 在受到光照射时,由于光生载流子 在不同位置具有不均一性,或者由 于PN结产生了内部载流子,就会因扩散或者漂移效应而引起电子和空 穴密度分布不均匀,从而产生电动势的现象。
光伏效应首先是由光子(光波)转化为电子、光能量转化为电能量的 过程;其次,是形成电压,实现功率输出的过程。
太阳电池的光生电流由入射光强bs和太阳电池的性能共同决 定。
∫ J ph = J sc = q 0∞ QE(E)bs (E,Ts )dE
1.4.3 光生电流和量子效率 能量在 到 范围内的太阳辐射光子数, 与太阳温度 有关 是太阳光子通量或入射光强, 描述单位时间内、单位面积上、 描述能量为 的光子,产生电子跃迁,并进入外部电路的概率; 是电子电量;量子效率 是光子能量的函数,
1.3 太阳电池工作原理
1.3.1 PN结的形成
同样如果在纯净的硅晶体中掺入3价杂 质,如硼(或鋁、镓或铟等),这些3 价杂质原子的最外层只有3个价电子, 当它与相邻的硅原子形成共价键时, 还缺少1个价电子,因而在一个共价键 上要出现一个空穴,因此掺入3价杂质 的4价半导体,也称为p型半导体。
对于P型半导体,空穴是多数载流 子,而电子为少数载流子。
第一章 太阳电池概论
• 1.1 太阳电池发展简史 • 1.2 器件分类和典型结构 • 1.3 工作原理 • 1.4 基本电性能参数

太阳能电池的工作原理

太阳能电池的工作原理

太阳能电池的工作原理
太阳能电池是一种将太阳光直接转化为电能的装置。

它是由多个光电效应相互连接而成的半导体晶体。

典型的太阳能电池是由硅材料制成的,其中掺杂了两种不同类型的杂质。

太阳能电池的工作原理可以简述为以下几个步骤:
1. 光吸收:当太阳光照射到太阳能电池表面时,光子与半导体晶体中原子相互作用,吸收光能,并将其传递给半导体晶格的电子。

2. 电子激发:被吸收的光子能量使得半导体晶体中的电子激发到较高的能级,从而形成光生电子-空穴对。

3. 分离电荷:经过激发的电子和产生的正空穴分别在半导体晶体的n区和p区积累,并且在两个区域之间形成电势差。

4. 电流流动:由于n区和p区之间的电势差,电子和正空穴开始从n区和p区流动,形成电流。

这个电流可以在外部电路中推动电子流动,并产生实际可用的电能。

需要注意的是,太阳能电池的效率取决于吸收太阳能光谱的范围。

目前,太阳能电池的效率仍然相对较低,因此科学家一直在研究和改进太阳能电池的设计和制造方法,以提高其效率并降低制造成本,以便更广泛地应用于能源产业中。

太阳能电池特点

太阳能电池特点

太阳能电池特点
太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的设备。

它具有以下特点:
1. 环保节能:太阳能电池是一种清洁能源,不会产生二氧化碳等污染物,对环境友好。

而且太阳能是取之不尽、用之不竭的能源,利用太阳能电池发电可以实现能源的可持续利用。

2. 长寿命:太阳能电池采用硅材料制造,具有较长的使用寿命。

一般情况下,太阳能电池的使用寿命可达20年以上,部分高质量的太阳能电池甚至可达到30年以上。

3. 维护成本低:太阳能电池具有简单的结构,无需频繁维护,只需要定期清洁表面的灰尘和污垢即可。

相比传统发电方式,太阳能电池的维护成本更低。

4. 安全可靠:太阳能电池没有机械运动部件,不会产生噪音和振动,不会对环境和人体造成干扰。

同时,太阳能电池具有较高的可靠性,不容易发生故障。

5. 灵活性强:太阳能电池可以根据需要进行规模化布置,可以安装在各种形状的建筑物表面、车辆顶部、移动设备等多种场景中。

此外,太阳能电池也可以与其他能源设备结合使用,形成混合能源系统,提高能源利用效率。

6. 适用性广泛:太阳能电池可以产生直流电和交流电,可以满足不
同领域的用电需求。

它可以为家庭、工业、农业等提供电力,也可以用于航天、船舶、汽车等领域。

太阳能电池的特点使其在现代社会中得到广泛应用。

在能源短缺和环境污染日益严重的背景下,太阳能电池作为一种清洁、可再生的能源解决方案,具有巨大的潜力和发展前景。

随着科技的不断进步和太阳能电池技术的不断创新,相信太阳能电池将在未来发展中发挥越来越重要的作用,为人类提供更加可持续的能源供应。

太阳能电池第一、二、三代发展进程

太阳能电池第一、二、三代发展进程

太阳能电池第一、二、三代发展进程目前的电池片技术绝大部分(大概96%)是硅晶技术,不管是PERC还是TOPCon,还是HJT都是基于硅晶材料。

他的优势是量产成本低,光电转换效率高,是市场主流技术。

还有部分(4%左右)是薄膜电池,包括碲化镉,铜铟镓硒,钙钛矿等技术。

但他的成本较高,光电效率低,所以量很少。

晶硅/薄膜电池技术路线:光电转化效率:HJT+钙钛矿,是行业趋势。

技术发展史:→ 第1代:铝背场BSF电池 (2017年以前)→ 第2代:PERC电池 (2017年至今)→ 第2.5代:PERC+/TOPCon(隧穿氧化钝化电池)→ 第3代:HJT电池(也叫HIT电池,俗称异质结电池,全称晶体硅异质结太阳能电池)→ 第4代:HBC电池(也称IBC,即叉指式背接触电池,可能潜在方向)→ 第5代:钙钛矿叠层电池 (可能潜在方向)。

材料发展史:第一代太阳能电池——以单晶硅、多晶硅为代表的硅晶太阳能电池。

目前这技术发展成熟且应用最为广泛,目前面对的问题是单晶硅太阳能电池对原料要求太高,以及多晶硅太阳能电池生产工艺过于复杂等问题。

第二代太阳能电池——薄膜太阳能电池,以CdTe、GaAs及CIGS为代表的的太阳能电池。

该技术与晶硅电池相比,优势在于所需材料较少且容易大面积生产,成本方面优势较明显。

第三代太阳能电池——基于高效、绿色环保和先进纳米技术的新型薄膜太阳能电池,如染料敏化太阳能电池(DSSCs)、钙钛矿太阳能电池(PSCs)和量子点太阳能电池(QDSCs)等。

钙钛矿电池钙钛矿是一类陶瓷氧化物,其分子通式为ABO3 ,呈八面体形状,结构特性优异;此类氧化物最早被发现,是存在于钙钛矿石中的钛酸钙(CaTiO3)化合物,因此而得名。

钙钛矿晶体的制备工艺简单,光电转换效率高,在光伏、LED等领域应用广泛。

钙钛矿型太阳能电池(perovskite solar cells),又被称作新概念太阳能电池,是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池,属于第三代太阳能电池。

太阳能电池的基本特性[1]

太阳能电池的基本特性[1]

太阳能电池基本特性-----太阳能的发展前景引言:随着社会的发展,资源的利用越来越多,但是资源的储量却是越来越少,这就需要我们利用一些与传统资源相不同的新型能源。

太阳能是一种新型能源的代表,它将在我们今后的生活发展中起到很多的作用。

太阳能电池是将太阳能转换成电能的一中能量转换器,本论文将先对太阳能电池的一些基本特性进行研究,得到一些相应的结论,最后对太阳能在今后的发展中前景进行讨论!摘要:研究太阳能电池的基本结构和基本原理,通过具体实验,记录数据,对太阳能电池的基本特性和一些主要参数测定的分析,(参数包括:开路电压,短路电流,最佳负载电阻,填充因子等)。

太阳能在生活中的应用,未来的发展。

关键词:太阳能电池,特性、参数,能源。

署名:赵鹏正文:1,研究对象及相关术语。

研究太阳能电池的基本特性和主要参数,并对太阳能在生活中的应用及未来的发展前景的讨论!太阳能是一种辐射能,一种新的能源,要想将他转换成电能就必须借助一种能量转换器,即太阳能电池。

太阳能电池又称为光电池或光生伏特电池。

2,基本原理太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏特效应。

所谓光生伏特效应就是PN结在光照时结两端会产生光生电动势的现象。

(图)当光照在P型硅的外表面上时,如果照射光子能量大于材料的禁带宽度,则光子被吸收而在P区产生光生电子对,即光生电子和光生空穴。

由于P型硅做得很薄,故有很多光生载流子扩散到PN结中。

又因为PN结本身存在内电场,方向从N区指向P区,固而扩散的光生电子被电场加速而出穿过PN结到达N区,而光生空穴扩散到PN结中后,会被电场拉回到原来的P区。

这样,光生电子与光生空穴形成光生电场,方向与内电场相反。

太阳能电池的伏安特性:(数据,图)。

由数据及上图可得结论,在没有光照时,太阳能电池可视为一个理想的二极管!(1)对短路电流(Isc )的测量:Isc=0.76mA在具体实验中,我们是采用直接用万用表接到光电池的两端进行测量,以此表示短路电流。

太阳能电池的工作原理是什么

太阳能电池的工作原理是什么

太阳能电池的工作原理是什么
太阳能电池利用光电效应将太阳光能转化为电能。

太阳能电池内部由多个半导体材料层叠组成,其中最常用的是硅。

太阳能电池的工作原理可以分为以下几个步骤:
1. 吸收太阳光:太阳能电池的表面涂有能够吸收太阳光的材料,如硅。

当太阳光照射到太阳能电池表面时,光子(太阳光的组成单位)会穿过材料并与其内部的原子相互作用。

2. 电子激发:太阳能电池中的硅材料由两种类型的原子组成,即硅中的磷和硅中的硼。

当太阳光照射到硅材料上时,光子与硅原子相互作用,激发出电子和空穴对(带正电荷的空位)。

3. 电子分离:激发出的电子和空穴会分离并沿着不同的方向移动。

电子会从n型(掺磷)硅层中向p型(掺硼)硅层移动,而空穴则会相反地从p型层向n型层移动。

这种分离过程发生在通过太阳能电池的金属接触处。

4. 电流输出:由于电子和空穴在分离的过程中发生位移,形成了电场,这将导致电子在金属电极之间形成电流。

通过连接到太阳能电池的电路,电流可以在外部设备中实现功效,如充电电池或给电器供电。

总之,太阳能电池的工作原理是利用光电效应将太阳光能转化为电能,通过光子的激发和电子分离来产生电流输出。

因此,太阳能电池可以作为一种可再生能源的来源,用于为各种设备和系统供电。

《太阳能电池基础与应用》太阳能电池-第一章

《太阳能电池基础与应用》太阳能电池-第一章

课程大纲第一部分:基础知识第章引言第一章:引言第二章:半导体基础第三章:P-N结第四章:太阳能电池基础第二部分:传统太阳能电池第章能第五章:晶体硅太阳能电池第六章:高效III-V族化合物太阳能电池第七章:硅基薄膜太阳能电池第八章:高效薄膜太阳能电池(CIGS, CdTe)第三部分:新型太阳能电池第九章:有机太阳能电池第十章:染料敏化及钙钛矿太阳能电池第十一章:其它新型太阳能电池(量子点,中间带等)第十二章:多结太阳能电池主讲教师:(1-4 章:18学时);82304569,xwzhang@张兴旺14章学时)xwzhang@semi ac cn尹志岗(5-7 章:14学时);82304469,yzhg@游经碧(8-12章:22学时);82304566,jyou@课程性质:专业选修课课程性质专业选修课课时:54课时考试类型:开卷成绩计算方式:期末考试(70%)+小组文献汇报(30%)成绩计算方式期末考试参考书目:1熊绍珍朱美芳:《太阳能电池基础与应用》科学出版社1. 熊绍珍,朱美芳:《太阳能电池基础与应用》,科学出版社,2009年2. 刘恩科,朱秉升,罗晋生:《半导体物理学》,电子工业出版社,2011年3. 白一鸣等编,《太阳电池物理基础》,机械工业出版社,2014年第一章引言太阳能的利用方式1.2太阳能资源及其分布31.114太阳电池工作原理31.3太阳电池发展历程1.4太阳电池应用与趋势31.51.6中国光伏发电的现状1973年,由于中东战争而引起的“石油禁运”,全世界发生了以石油为代表的能源危机,人类认识到常规能源的局限性、以石油为代表的“能源危机”,人类认识到常规能源的局限性有限性和不可再生性,认识到新能源对国家经济发展、社会稳定及安全的重要性。

与此同时,环境污染日益加剧、极端天气频繁出现,不断挑战着人类的忍受极限……1.1 太阳能资源:未来能源的主要形式太阳能核能地热能生物质能风能水势能清洁能源--光伏发电太阳------物理参数太阳------地球生命之源!表度太阳------巨大的火球!表面温度:5760-6000K中心温度:1.5×107K日冕层温度:5×106K198930质量:1.989×10kg太阳每秒释放的能量:3.865×1026J,相当于132每秒燃烧1.32×1016吨标准煤的能量(世界能源消耗)3.0 ×1020joule/y=万分之一!3.0 ×1024joule/y万分之巨大潜力(照射到地面的太阳能)457亿年>50亿年我国的太阳能资源45.7亿年,>50亿年,取之不尽、用之不竭地表每年吸收太阳能17000亿吨标煤2007年一次能源26.5亿吨标煤解决能源危机特点能源取之不尽、无污染地球表面角度0.1%的太阳能,转变率5%,每年发电量可达5.6×1012千瓦小时,相当于目前世界上能耗的40倍资源丰富太阳环改善环境、保护气候无污染物废气噪音的污染特点能的境角无污染物、废气、噪音的污染1 MW并网光伏电站的年发电能力约为113万优点度并能kWh,可减排二氧化碳约191余吨相当于每年可节省标准煤约384余吨,减排粉尘约5.5吨,减排灰渣约114吨,减排二氧化硫约节能减排8.54吨。

太阳能电池基础知识

太阳能电池基础知识

一,基础知识(1)太阳能电池的发电原理太阳能电池是利用半导体材料的光电效应,将太阳能转换成电能的装置.●半导体的光电效应所有的物质均有原子组成,原子由原子核和围绕原子核旋转的电子组成.半导体材料在正常状态下,原子核和电子紧密结合(处于非导体状态),但在某种外界因素的刺激下,原子核和电子的结合力降低,电子摆脱原子核的束搏,成为自由电子.光激励核核电子空穴电子●PN 结合型太阳能电池电子对太阳能电池是由P 型半导体和N 型半导体结合而成,N 型半导体中含有较多的空穴,而P 型半导体中含有较多的电子,当P 型和N 型半导体结合时在结合处会形成电势当芯片在受光过程中,带正电的空穴往P 型区移动,带负电子的电子往N 型区移动,在接上连线和负载后,就形成电流..-+-N 型PN结+-++-+-+-N 区------PN 结合+-++-+-+-电势++++++P 区-+-P 型(2)太阳能电池种类硅半导体结晶类非晶类单晶硅电池多晶硅电池非晶硅电池转换效率:17%转换效率:14%转换效率:6-7%空间用民用民用※在现在的太阳能电池产品中,以硅半导体材料为主,其中又以单晶硅和多晶硅为代表.由于 其原材料的广泛性,较高的转换效率和可靠性,被市场广泛接受.非晶硅在民用产品上也有 广泛的应用(如电子手表,计算器等),但是它的稳定性和转换效率劣于结晶类半导体材料. 化合物太阳能电池由于其材料的稀有性和部分材料具有公害,现阶段未被市场广泛采用.※现在太阳能电池的主流产品的材料是半导体硅,是现代电子工业的必不可少的材料,同时 以氧化状态的硅原料是世界上第二大的储藏物质.※京瓷公司早在上世纪的八十年代就认识到多晶硅太阳能电池的光阔前景和美好未来,率先 开启多晶硅太阳能电池的工业化生产大门.现在已经是行业的龙头,同时多晶硅太阳能电 池也结晶类太阳能电池的主流产品(太阳能电池的 70%以上).(3)多晶硅太阳能电池的制造方法破锭(150mm *155mm )N 极烧结 电极 印刷 ( 正 反压芯片串,并联,形成设计需要 的 电 流( 一片芯 片 的 电 封 装 工 艺组配叠片层压玻璃(防冲 EVA(缓冲) 芯片(发电) EVA(缓冲) 背垫(防湿)模拟光源,输出测试边框安装(4)太阳能电池关连的名称和含义●转换效率太阳能电池的转换效率是指电池将接收到的光能转换成电能的比率输出功率 转换效率 = 100%太阳能电池板被照射的太阳能※标准测试状态 由于太阳能电池的输出受太阳能的辐射强度,温度等自然条件的影响,为了表述太 阳能电池的输出和评价其性能,设定在太阳能电池板的表面温度为 25 度,太阳能辐 射强度为 1000 w/㎡、分光分布 AM1.5 的模拟光源条件下的测试为标准测试状态.大气层AM1 θ=90 度AM1.5(标准测定状态) 地面θ=41.8 度0 度 25 度 50 度 75 度分光分布小知识晶硅类理论转换效率极限为 29%,而现在的太阳能电池的转换效率为 17%~19%,因此,太 阳能电池的技术上还有很大的发展空间.●太阳能电池输出特性【太阳能电池电流---电压特性(I-V 曲线)】短路电流 I sc最佳输出动作电流 电流Ipm最大输出动作电压 V pm最佳动作点 最大输出最大输出(PM):最大输出电压(Vpm) 最大输出电流( Ipm ) 开路电压(Voc ):开路状态的太阳能电池端子间的电压 短路电流(Isc ):太阳能电池端子间的短路电流 最大输出电压(V pm):最大输出状态时的动作电压 最大输出电流(Ipm ):最大输出状态时的动作电流电压开路电压 Voc【日照强度变化和 I-V 曲线】【温度变化和 I-V 曲线】1000W/㎡ 800W/㎡ 600W/㎡电流电流400W/㎡电压电压【日照强度—最大输出特性 】【温度-最大输出特性】120最 100 大80输 60 出 40 %20200 400 600 800 1000 1200日照强度(W/㎡)120最100大 80 输 60出 %20-25255075100温度(度)●太阳能电池的短路电流和日照强度成正比●太阳能电池对环境的贡献①对防止地球温暖化,减轻对地球环境的贡献●太阳能电池的输出随着池片的表面温度上升而下降,●输出随着季节的温度变化而变化●在同一日照强度下,冬天的输出比夏天高从太阳能发电系统排放的二氧化碳,即使是考虑其生产过程的排放量,也绝对少于传统的燃料发电设备,是防止地球温暖化的环保设备.同时在发电时,不排放氧化硫,氧化氮等污染物,减轻了对环境的压力.例:3kW 太阳能发电系统对环境污染物的削减量Co2NOxSOx石油替代量:729L/年减排放CO2能力:540kg-C/ 年森林面积换算:5544 ㎡②对能源和节能的贡献太阳能电池2。

太阳能电池原理

太阳能电池原理

选晶格的三条棱边作为坐标系的坐标轴,求出晶面在每一坐标轴的截
距,将这三个截距分别化为晶格常数的倍数,并把它们化成互质的整数,加
上圆括号(h k l)即为一个晶面或一族晶面的密勒指数。
c
c
c
o (100) a
o b
(110) a
o
b
b
(111) a
金刚石结构(与硅、锗等半导体类似)
多晶化合物太阳电池:主要有碲化镉太阳电池(如图) ,铜铟镓硒太阳电池等。 碲化镉太阳电池是最早发展的太阳电池之一,工艺过程简单,制造成本低,转换 效率超过16%,不过镉元素可能造成环境污染。铜铟镓硒太阳电池在基地上成绩 铜铟镓硒薄膜,基地一般采用玻璃,也可用不锈钢作为柔性衬底。实验室最高效 率接近20%,成品组件达到13%,是目前薄膜电池中效率最高的电池之一。
大气层
2.散射辐射
太阳辐射在大气中 遇到空气分子或微小的质点时,当这些质点的直径 小于组成太阳辐射的电磁波长时,太阳辐射中的一部分能量就以电磁波的 形式从该质点向四面八方传播出去。通过散射形式传播的能量称为散射辐 射。散射只改变辐射的传播方向,不吸收太阳辐射。波长越短,散射越强。 可见光中,紫光和蓝光波长最短,散射最强。
多晶硅太阳电池:作为原料的 高纯硅不是拉成单晶,而是熔 化后浇铸成正方形硅锭,然后 使用切割机切成薄片,再加工 成电池。由于硅片是由多个不 同大小、不同取向的晶粒构成, 因而转换效率低。目前转换效 率达到15%--17%。
多晶硅太阳电池生产流程
直拉法拉制单晶示意图及单晶炉
非晶硅太阳电池:一般采用高 频辉光放电等方法使硅烷气体 分解沉积而成。一般在P层与N 层之间加入较厚的I层。非晶硅 太 阳 电 池 的 厚 度 不 到 1μm , 不 足晶体硅太阳电池厚度的1/100, 降低制造成本。目前转换效率 为5%--8%,最高效率达14.6%, 层叠的最高效率可达21.0%。

太阳能光伏电池的分类

太阳能光伏电池的分类

太阳能光伏电池的分类以太阳能光伏电池的分类为标题,写一篇文章:太阳能光伏电池是一种将太阳能转化为电能的器件,它广泛应用于太阳能发电系统和其他可再生能源系统中。

根据不同的材料和工艺,太阳能光伏电池可以分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池和多接触太阳能电池四种类型。

1. 单晶硅太阳能电池单晶硅太阳能电池是最早被研发和应用的太阳能电池之一。

它由单晶硅材料制成,在制造过程中要求非常高的纯度和晶格结构。

单晶硅太阳能电池的效率较高,可以达到20%以上,但制造成本也较高。

此外,由于单晶硅材料的制备过程复杂,因此生产周期较长。

2. 多晶硅太阳能电池多晶硅太阳能电池是目前市场上应用最广泛的太阳能电池之一。

它由多晶硅材料制成,制造过程相对简单,成本较低。

多晶硅太阳能电池的效率一般在15%至18%之间,相对于单晶硅太阳能电池稍低。

然而,多晶硅太阳能电池的生产周期较短,可以大规模生产,满足市场需求。

3. 非晶硅太阳能电池非晶硅太阳能电池是一种相对较新的太阳能电池技术。

它由非晶硅材料制成,制造工艺更简单,成本更低。

非晶硅太阳能电池的效率一般在10%至15%之间,相对于单晶硅和多晶硅太阳能电池较低。

然而,非晶硅太阳能电池具有较好的低光照特性和较高的温度系数,适用于一些特殊的应用场景。

4. 多接触太阳能电池多接触太阳能电池是一种新型的太阳能电池技术。

它通过在太阳能电池表面形成多个接触点,提高电池的光吸收效率和转化效率。

多接触太阳能电池的效率可以达到20%以上,与单晶硅太阳能电池相当。

然而,多接触太阳能电池的制造过程相对复杂,成本较高。

总结起来,单晶硅太阳能电池具有较高的效率,多晶硅太阳能电池具有较低的成本,非晶硅太阳能电池适用于一些特殊场景,多接触太阳能电池是一种新兴的高效太阳能电池技术。

随着技术的不断创新和进步,太阳能光伏电池的分类将更加多样化,为可再生能源的开发和利用提供更多选择。

无论是在家庭用电系统还是工业发电系统中,太阳能光伏电池都将发挥越来越重要的作用,推动可持续能源的发展。

太阳能电池的分类太阳能电池的分类介绍

太阳能电池的分类太阳能电池的分类介绍

太阳能电池的分类太阳能电池的分类介绍太阳能电池依据所用材料的不同,太阳能电池可分为:硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池、塑料太阳能电池,其中硅太阳能电池是进展最成熟的,在应用中居主导地位。

1、硅太阳能电池硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。

单晶硅太阳能电池转换效率最高,技术也最为成熟。

在试验室里最高的转换效率为24.7%,规模生产时的效率为15%(截止2023,为18%)。

在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位,但由于单晶硅成本价格高,大幅度降低其成本很困难,为了节约硅材料,进展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜作为单晶硅太阳能电池的替代产品。

多晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅比较,成本低廉,而效率高于非晶硅薄膜电池,其试验室最高转换效率为18%,工业规模生产的转换效率为10%(截止2023,为17%)。

因此,多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电池市场上占据主导地位。

非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻,转换效率较高,便于大规模生产,有极大的潜力。

但受制于其材料引发的光电效率衰退效应,稳定性不高,直接影响了它的实际应用。

假如能进一步解决稳定性问题及提高转换率问题,那么,非晶硅太阳能电池无疑是太阳能电池的主要进展产品之一。

2、多晶体薄膜太阳能电池多晶体薄膜电池硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高,成本较单晶硅电池低,并且也易于大规模生产,但由于镉有剧毒,会对环境造成严峻的污染,因此,并不是晶体硅太阳能电池最抱负的替代产品。

3、纳米晶太阳能电池纳米晶体化学能太阳能电池是新近进展的,优点在于它廉价的成本和简洁的工艺及稳定的性能。

其光电效率稳定在10%以上,制作成本仅为硅太阳电池的1/5~1/10.寿命能达到20年以上。

此类电池的讨论和开发刚刚起步,不久的将来会逐步走上市场。

4、有机薄膜太阳能电池有机薄膜太阳能电池,就是由有机材料构成核心部分的太阳能电池。

太阳能电池 实验报告

太阳能电池 实验报告

太阳能电池实验报告太阳能电池实验报告引言:太阳能电池是一种能够将太阳光转化为电能的装置。

它通过光电效应将光能转化为电能,具有环保、可再生的特点,被广泛应用于太阳能发电系统和其他领域。

本实验旨在探究太阳能电池的工作原理和性能,并通过实验数据分析评估其效率和可行性。

实验目的:1. 理解太阳能电池的工作原理;2. 测量太阳能电池的输出电压和电流;3. 计算太阳能电池的效率;4. 探究太阳能电池在不同光照条件下的性能表现。

实验器材:1. 太阳能电池板2. 万用表3. 光源4. 电阻箱5. 连接线实验步骤:1. 将太阳能电池板与万用表连接,测量其开路电压和短路电流,记录数据;2. 将太阳能电池板与电阻箱连接,调节电阻箱的阻值,测量太阳能电池的输出电压和电流,记录数据;3. 将太阳能电池板放置于不同光照条件下,如直射阳光、室内光源等,测量太阳能电池的输出电压和电流,记录数据;4. 根据实验数据计算太阳能电池的效率,并进行分析。

实验结果与分析:根据实验数据,我们可以得出太阳能电池的输出电压和电流随光照强度的增加而增加的结论。

当光照强度较低时,太阳能电池的输出电压和电流较小;而当光照强度较高时,太阳能电池的输出电压和电流较大。

这说明太阳能电池的性能受光照强度的影响较大。

通过计算太阳能电池的效率,我们可以评估其能量转化的效率。

太阳能电池的效率定义为输出电能与输入太阳能之比。

根据实验数据,我们可以计算出太阳能电池的效率为X%。

这个结果表明太阳能电池在将太阳光转化为电能的过程中存在能量损耗,但整体效率仍然较高。

在实验过程中,我们还发现太阳能电池的输出电压和电流与光照强度的关系不是线性的。

随着光照强度的增加,太阳能电池的输出电压和电流增加的速率逐渐减小,呈现出饱和的趋势。

这可能是由于太阳能电池内部光电效应的饱和效应导致的。

结论:本实验通过测量太阳能电池的输出电压和电流,分析了太阳能电池的工作原理和性能。

实验结果表明太阳能电池的效率较高,但在实际应用中仍存在一定的能量损耗。

1_太阳能电池片生产工艺流程

1_太阳能电池片生产工艺流程

1_太阳能电池片生产工艺流程太阳能电池片的生产工艺流程包括以下几个主要步骤:硅材料准备、单晶硅制备、多晶硅制备、硅片生产、太阳能电池片制备、电池片测试和封装。

第一步是硅材料的准备。

太阳能电池片大多使用硅材料制作,硅材料主要是以矽矿石加工得到的纯硅。

矽矿石一般经过破碎、乾燥、磁选等步骤处理,去除其中的杂质,纯化硅材料。

第二步是单晶硅的制备。

单晶硅是按照一定的方法和工艺条件,通过化学反应或者物理方法,使硅矿石中的硅原子重新排列制成,以获得纯度较高,晶体结构完整的硅材料。

单晶硅是最理想的太阳能电池材料。

第三步是多晶硅的制备。

多晶硅相对于单晶硅来说纯度较低,但是成本更低,因此在太阳能电池片的制作中也被广泛应用。

多晶硅的制备过程中,矽炉和硅棒是关键设备和原材料。

矽炉用来熔化硅材料,硅棒则是通过将熔化的硅材料钢水注入到硅棒中,并进行拉伸形成多晶硅棒。

第四步是硅片生产。

硅片是太阳能电池片的载体,其表面需要进行背面抛光和清洗处理,以去除杂质和氧化物。

然后将硅棒切割成一定大小的片块,再进一步进行酸洗和抛光处理,使其表面达到较高的光亮度。

同时,硅片的厚度也需要根据要求进行调整。

第五步是太阳能电池片的制备。

在这一步骤中,首先需要将硅片经过P型和N型的掺杂,形成P-N结。

接着,在硅片表面形成一层氧化硅,并在上面应用光刻和蚀刻技术,制作出电池的正负极。

然后,在硅片表面涂覆一层导电薄膜,并通过电镀或者物理气相沉积等方法制作电池的电极。

第六步是电池片的测试。

在这一步骤中,需要对生产出来的太阳能电池片进行各项性能测试,包括开路电压、短路电流、光电转换效率等指标的测量。

通过这些测试,可以确保电池片的质量和性能符合要求。

最后一步是电池片的封装。

在这一步骤中,需要将电池片与其他部件进行连接和封装,以形成太阳能电池模块。

这包括电池片的串连和并连,以及外部边框和玻璃罩等外包装的安装。

封装完成后,太阳能电池模块即可供日常使用。

总之,太阳能电池片的生产工艺流程包括硅材料准备、单晶硅制备、多晶硅制备、硅片生产、太阳能电池片制备、电池片测试和封装。

太阳能电池关键参数

太阳能电池关键参数

太阳能电池关键参数
太阳能电池的关键参数包括:
1. 效率:太阳能电池的效率指的是光能被转化成电能的比例。

一般来说,高效率的太阳能电池可以将更多的阳光转化为电能,提高电池的发电能力。

2. 功率:太阳能电池的功率指的是单位时间内产生的电能。

功率越高,电池的发电能力越强。

3. 正常工作温度范围:太阳能电池需要在一定的温度范围内正常工作,过高或过低的温度可能会影响电池的效率和寿命。

4. 额定电压:太阳能电池在标准测试条件下的输出电压。

5. 开路电压:太阳能电池在无负载时的输出电压。

6. 短路电流:太阳能电池在无负载时的输出电流。

7. 最大功率点(MPP)电压和电流:太阳能电池在最大功率
输出时的电压和电流值。

8. 寿命:太阳能电池的寿命指的是其正常工作的时间。

太阳能电池的寿命可以通过衰减速率来衡量,衰减速率越低,电池的寿命就越长。

这些关键参数会直接影响太阳能电池的发电能力和稳定性,对于太阳能发电系统的设计和选择具有重要意义。

1gw太阳能电池重量

1gw太阳能电池重量

1gw太阳能电池重量
典型的1兆瓦(MW)太阳能电池板重量大约在2000到2500磅
之间(约合907至1134千克)。

这个重量取决于太阳能电池板的类型、尺寸和材料。

通常来说,硅基太阳能电池板比薄膜太阳能电池
板更重,因为硅基太阳能电池板需要更厚的玻璃覆盖层和支撑结构。

此外,太阳能电池板的重量也受到支架和安装设备的影响,因为这
些设备需要承受太阳能电池板的重量并确保其安全稳固地安装在屋
顶或地面上。

总的来说,1兆瓦太阳能电池板的重量是一个复杂的
问题,需要考虑多种因素才能给出准确的数字。

太阳能电池实验一

太阳能电池实验一

1.硅太阳能电池的暗伏安特性测量
暗伏安特性是指无光照射时,流经太阳能电池的电流与外加电压之间的关系。

用遮光罩罩住太阳能电池。

测试原理图如图6所示。

将待测的太阳能电池接到测试仪上的“电压输出”接口,电阻箱调至50Ω后串连进电路起保护作用,用电压表测量太阳能电池两端电压,电流表测量回路中的电流。

图6 伏安特性测量接线原理图
将电压源调到0V,然后逐渐增大输出电压,每间隔0.1V记一次电流值。

记录到表1中。

将电压输入调到0V。

然后将“电压输出”接口的两根连线互换,即给太阳能电池加上反向的电压。

逐渐增大反向电压,记录电流随电压变换的数据于表1中。

表1 3种太阳能电池的暗伏安特性测量
讨论太阳能电池的暗伏安特性与一般二级管的伏安特性有何异同。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

太阳能电池目录什么是太阳能电池太阳能电池的原理太阳能电池产业现状太阳能电池的分类太阳能电池(组件)生产工艺[编辑本段]什么是太阳能电池太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。

[编辑本段]太阳能电池的原理太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结电场的作用下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。

这就是光电效应太阳能电池的工作原理。

一、太阳能发电方式太阳能发电有两种方式,一种是光—热—电转换方式,另一种是光—电直接转换方式。

(1)光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电,一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气,再驱动汽轮机发电。

前一个过程是光—热转换过程;后一个过程是热—电转换过程,与普通的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高,估计它的投资至少要比普通火电站贵5~10倍.一座1000MW的太阳能热电站需要投资20~25亿美元,平均1kW的投资为2000~2500美元。

因此,目前只能小规模地应用于特殊的场合,而大规模利用在经济上很不合算,还不能与普通的火电站或核电站相竞争。

(2)光—电直接转换方式该方式是利用光电效应,将太阳辐射能直接转换成电能,光—电转换的基本装置就是太阳能电池。

太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件,是一个半导体光电二极管,当太阳光照到光电二极管上时,光电二极管就会把太阳的光能变成电能,产生电流。

当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。

太阳能电池是一种大有前途的新型电源,具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长,只要太阳存在,太阳能电池就可以一次投资而长期使用;与火力发电、核能发电相比,太阳能电池不会引起环境污染;太阳能电池可以大中小并举,大到百万千瓦的中型电站,小到只供一户用的太阳能电池组,这是其它电源无法比拟的[编辑本段]太阳能电池产业现状现阶段以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流,而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。

全球太阳能电池产业现状据Dataquest的统计资料显示,目前全世界共有136 个国家投入普及应用太阳能电池的热潮中,其中有95 个国家正在大规模地进行太阳能电池的研制开发,积极生产各种相关的节能新产品。

1998年,全世界生产的太阳能电池,其总的发电量达1000兆瓦,1999年达2850兆瓦。

2000年,全球有将近4600 家厂商向市场提供光电池和以光电池为电源的产品。

目前,许多国家正在制订中长期太阳能开发计划,准备在21世纪大规模开发太阳能,美国能源部推出的是国家光伏计划, 日本推出的是阳光计划。

NREL光伏计划是美国国家光伏计划的一项重要的内容,该计划在单晶硅和高级器件、薄膜光伏技术、PVMaT、光伏组件以及系统性能和工程、光伏应用和市场开发等5个领域开展研究工作。

美国还推出了"太阳能路灯计划",旨在让美国一部分城市的路灯都改为由太阳能供电,根据计划,每盏路灯每年可节电800 度。

日本也正在实施太阳能"7万套工程计划",日本准备普及的太阳能住宅发电系统,主要是装设在住宅屋顶上的太阳能电池发电设备,家庭用剩余的电量还可以卖给电力公司。

一个标准家庭可安装一部发电3000瓦的系统。

欧洲则将研究开发太阳能电池列入著名的"尤里卡"高科技计划,推出了"10万套工程计划"。

这些以普及应用光电池为主要内容的"太阳能工程"计划是目前推动太阳能光电池产业大发展的重要动力之一。

日本、韩国以及欧洲地区总共8个国家最近决定携手合作,在亚洲内陆及非洲沙漠地区建设世界上规模最大的太阳能发电站,他们的目标是将占全球陆地面积约1/4的沙漠地区的长时间日照资源有效地利用起来,为30万用户提供100万千瓦的电能。

计划将从2001年开始,花4年时间完成。

目前,美国和日本在世界光伏市场上占有最大的市场份额。

美国拥有世界上最大的光伏发电厂,其功率为7MW,日本也建成了发电功率达1MW的光伏发电厂。

全世界总共有23万座光伏发电设备,以色列、澳大利亚、新西兰居于领先地位。

20世纪90年代以来,全球太阳能电池行业以每年15%的增幅持续不断地发展。

据Dataquest发布的最新统计和预测报告显示,美国、日本和西欧工业发达国家在研究开发太阳能方面的总投资, 1998年达570亿美元;1999年646亿美元;2000年700亿美元;2001年将达820亿美元;2002年有望突破1000亿美元。

我国太阳能电池产业现状我国对太阳能电池的研究开发工作高度重视,早在七五期间,非晶硅半导体的研究工作已经列入国家重大课题;八五和九五期间,我国把研究开发的重点放在大面积太阳能电池等方面。

2003年10月,国家发改委、科技部制定出未来5年太阳能资源开发计划,发改委"光明工程"将筹资100亿元用于推进太阳能发电技术的应用,计划到2005年全国太阳能发电系统总装机容量达到300兆瓦。

2002年,国家有关部委启动了"西部省区无电乡通电计划",通过太阳能和小型风力发电解决西部七省区无电乡的用电问题。

这一项目的启动大大刺激了太阳能发电产业,国内建起了几条太阳能电池的封装线,使太阳能电池的年生产量迅速增加。

我国目前已有10条太阳能电池生产线,年生产能力约为4.5MW,其中8条生产线是从国外引进的,在这8条生产线当中,有6条单晶硅太阳能电池生产线,2条非晶硅太阳能电池生产线。

据专家预测,目前我国光伏市场需求量为每年5MW,2001~2010年,年需求量将达10MW,从2011年开始,我国光伏市场年需求量将大于20MW。

目前国内太阳能硅生产企业主要有洛阳单晶硅厂、河北宁晋单晶硅基地和四川峨眉半导体材料厂等厂商,其中河北宁晋单晶硅基地是世界最大的太阳能单晶硅生产基地,占世界太阳能单晶硅市场份额的25%左右。

在太阳能电池材料下游市场,目前国内生产太阳能电池的企业主要有无锡尚德、南京中电、保定英利、河北晶澳、林洋新能源、苏州阿特斯、常州天合、云南天达光伏科技、宁波太阳能电源、京瓷(天津)太阳能等公司,总计年产能在800MW以上。

太阳能电池及太阳能发电前景简析目前,太阳能电池的应用已从军事领域、航天领域进入工业、商业、农业、通信、家用电器以及公用设施等部门,尤其可以分散地在边远地区、高山、沙漠、海岛和农村使用,以节省造价很贵的输电线路。

但是在目前阶段,它的成本还很高,发出1kW 电需要投资上万美元,因此大规模使用仍然受到经济上的限制。

但是,从长远来看,随着太阳能电池制造技术的改进以及新的光—电转换装置的发明,各国对环境的保护和对再生清洁能源的巨大需求,太阳能电池仍将是利用太阳辐射能比较切实可行的方法,可为人类未来大规模地利用太阳能开辟广阔的前景。

[编辑本段]太阳能电池的分类太阳能电池按结晶状态可分为结晶系薄膜式和非结晶系薄膜式(以下表示为a-)两大类,而前者又分为单结晶形和多结晶形。

按材料可分为硅薄膜形、化合物半导体薄膜形和有机膜形,而化合物半导体薄膜形又分为非结晶形(a-Si:H,a-Si:H:F,a-SixGel-x:H等)、ⅢV族(GaAs,InP等)、ⅡⅥ族(Cds系)和磷化锌(Zn 3 p 2 )等。

太阳能电池根据所用材料的不同,太阳能电池还可分为:硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池,其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的,在应用中居主导地位。

(1)硅太阳能电池硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。

单晶硅太阳能电池转换效率最高,技术也最为成熟。

在实验室里最高的转换效率为24.7%,规模生产时的效率为15%。

在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位,但由于单晶硅成本价格高,大幅度降低其成本很困难,为了节省硅材料,发展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做为单晶硅太阳能电池的替代产品。

多晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅比较,成本低廉,而效率高于非晶硅薄膜电池,其实验室最高转换效率为18%,工业规模生产的转换效率为10%。

因此,多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电地市场上占据主导地位。

非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻,转换效率较高,便于大规模生产,有极大的潜力。

但受制于其材料引发的光电效率衰退效应,稳定性不高,直接影响了它的实际应用。

如果能进一步解决稳定性问题及提高转换率问题,那么,非晶硅大阳能电池无疑是太阳能电池的主要发展产品之一。

(2)多元化合物薄膜太阳能电池多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐,其主要包括砷化镓III-V族化合物、硫化镉、硫化镉及铜锢硒薄膜电池等。

硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高,成本较单晶硅电池低,并且也易于大规模生产,但由于镉有剧毒,会对环境造成严重的污染,因此,并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代产品。

砷化镓(GaAs)III-V化合物电池的转换效率可达28%,GaAs化合物材料具有十分理想的光学带隙以及较高的吸收效率,抗辐照能力强,对热不敏感,适合于制造高效单结电池。

但是GaAs材料的价格不菲,因而在很大程度上限制了用GaAs电池的普及。

铜铟硒薄膜电池(简称CIS)适合光电转换,不存在光致衰退问题,转换效率和多晶硅一样。

具有价格低廉、性能良好和工艺简单等优点,将成为今后发展太阳能电池的一个重要方向。

唯一的问题是材料的来源,由于铟和硒都是比较稀有的元素,因此,这类电池的发展又必然受到限制。

(3)聚合物多层修饰电极型太阳能电池以有机聚合物代替无机材料是刚刚开始的一个太阳能电池制造的研究方向。

由于有机材料柔性好,制作容易,材料来源广泛,成本底等优势,从而对大规模利用太阳能,提供廉价电能具有重要意义。

但以有机材料制备太阳能电池的研究仅仅刚开始,不论是使用寿命,还是电池效率都不能和无机材料特别是硅电池相比。

能否发展成为具有实用意义的产品,还有待于进一步研究探索。

(4)纳米晶太阳能电池纳米TiO2晶体化学能太阳能电池是新近发展的,优点在于它廉价的成本和简单的工艺及稳定的性能。

其光电效率稳定在10%以上,制作成本仅为硅太阳电池的1/5~1/10.寿命能达到2O年以上。

但由于此类电池的研究和开发刚刚起步,估计不久的将来会逐步走上市场。

(5) 有机太阳能电池有机太阳能电池,顾名思义,就是由有机材料构成核心部分的太阳能电池。

大家对有机太阳能电池不熟悉,这是情理中的事。

如今量产的太阳能电池里,95%以上是硅基的,而剩下的不到5%也是由其它无机材料制成的。

相关文档
最新文档