太阳能电池关于温度的综述

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太阳能电池 工作温度

太阳能电池 工作温度

太阳能电池工作温度
太阳能电池是一种利用光能转换为电能的装置,其工作温度是
一个重要的参数。

太阳能电池的工作温度范围通常是在-40°C至
85°C之间。

在较低的温度下,太阳能电池的效率可能会下降,因
为低温会影响电池内部的化学反应速率,从而降低电池的输出功率。

另一方面,在高温下,太阳能电池的效率也会受到影响,因为高温
会导致电池内部电阻增加,从而降低电池的性能。

因此,太阳能电
池的工作温度范围是在-40°C至85°C之间,这个范围内太阳能电
池可以正常工作并保持较高的效率。

此外,太阳能电池在不同温度下的工作特性也会有所不同。


低温下,太阳能电池的开路电压和短路电流会减小,而在高温下,
开路电压会增加而短路电流会减小。

因此,对于不同的工作温度,
太阳能电池的输出特性也会有所变化。

除了工作温度范围外,太阳能电池的设计和材料选择也会影响
其在不同温度下的性能。

一些高性能的太阳能电池会采用特殊的材
料和结构设计,以提高在不同温度下的工作性能。

因此,在实际应
用中,需要根据具体的工作环境和要求选择合适的太阳能电池类型
和工作温度范围,以确保其性能和稳定性。

温度对光伏组件的影响

温度对光伏组件的影响

温度对光伏组件的影响光伏发电系统在实际应用中,其发电性能受自然环境条件的影响较大,其中系统主要部件———太阳电池组件和蓄电池的工作温度是影响光伏发电系统性能的重要因素之一。

1、硅太阳能电池的温度效应太阳能光伏发电核心单元为太阳能电池,目前投入大规模商业化应用的主要是硅系太阳能电池:单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池.温度对硅太阳能电池的影响,主要反映在太阳能电池的开路电压、短路电流、峰值功率等参数随温度的变化而变化。

1.1、温度对单体太阳能电池的影响单体太阳能电池的开路电压随温度的升高而降低,电压温度系数为—(210~212)mv/℃,即温度每升高1℃,单体太阳能电池开路电压降低210~212mv;太阳能电池短路电流随温度的升高而升高;太阳能电池的峰值功率随温度的升高而降低(直接影响到效率),即温度每升高1℃,太阳能电池的峰值功率损失率约为0135~0145%.例如:工作在20℃的硅太阳能电池,其输出功率要比工作在70℃的高20%。

1.2、温度对太阳能电池组件的影响单块太阳能电池组件通常由36片单体太阳能电池串联组成.根据在西宁地区实地测量的结果,夏天时太阳能电池组件背表面温度可以达到70℃,而此时的太阳能电池工作结温可以达到100℃(额定参数标定均在25℃条件下),此时该组件的开路电压与额定值相比将降低约。

213×(100-25)×36=6210mv峰值功率损失率约:14%×(100-25)=30%由此可以看出,硅太阳能电池工作在温度较高情况下,开路电压随温度的升高而大幅下降,同时导致充电工作点的严重偏移,易使系统充电不足而损坏;硅太阳能电池的输出功率随温度的升高也大幅下降,致使太阳能电池组件不能充分发挥最大性能。

2、蓄电池的温度特性在独立运行的太阳能光伏发电系统中,蓄电池是关键部件,其主要作用是存贮和调节电能.目前我国还没有专门用于太阳能光伏发电系统的蓄电池,而是使用常规的铅酸蓄电池,主要类型有:固定式铅酸电池、工业型密封电池、小型密封电池、启动型蓄电池等.温度是影响蓄电池使用寿命的主要因素之一。

温度对太阳能光伏发电的效率有何影响

温度对太阳能光伏发电的效率有何影响

温度对太阳能光伏发电的效率有何影响首先,温度对太阳能电池的光电转换效率有直接影响。

太阳能电池是利用光线中的光子激发材料中的电子,产生电流的装置。

然而,温度的升高会使材料中的电子更具热能,增加了电子的运动速度,导致更多的电子从半导体中“漏掉”,无法被电池捕获。

这种情况下,光电转换效率下降,从而影响到太阳能光伏发电的效率。

其次,温度还会影响太阳能电池的开路电压。

在不同温度下,太阳能电池的开路电压是不同的。

由于半导体材料的导带与价带之间的能隙与温度有关,温度的升高会引起能带的移动,从而影响到太阳能电池的开路电压。

在较高的温度下,开路电压会降低,从而降低了太阳能光伏发电的效率。

此外,温度还会影响太阳能电池的热电流。

热电流是指在太阳能电池正常工作时因温度导致的漂移和扩散电流,也称之为暗电流。

暗电流会导致太阳能电池自身产生耗散功率,降低了太阳能光伏发电的效率。

随着温度的升高,暗电流也会相应增加,进而导致太阳能光伏发电效率的下降。

此外,太阳能电池的温度升高还会导致电池的寿命变短。

材料的温度升高会加速材料的老化速度,并可能导致材料的退化、损坏或失效。

这意味着太阳能电池的使用寿命会相应缩短,降低了光伏系统的经济性和可靠性。

综上所述,温度对太阳能光伏发电的效率有着重要的影响。

温度的升高会导致光电转换效率的下降,开路电压的降低,暗电流的增加以及电池寿命的缩短等问题,进而降低了太阳能光伏发电的整体效率。

因此,为了提高太阳能光伏发电的效率,我们需要在设计和安装光伏系统时考虑到温度的影响因素,合理选择材料和组件,以及采取合适的散热和温控措施,以减小温度对太阳能光伏发电效率的不利影响。

异质结太阳能电池综述

异质结太阳能电池综述

异质结太阳能电池研究现状一、引言:进入21世纪,传统的化石能源正面临枯竭,人们越来越认识到寻求可再生能源的迫切性。

据《中国新能源与可再生能源发展规划1999白皮书统计,传统化石能源随着人们的不断开发已经趋于枯竭的边缘,各种能源都只能用很短的时间,石油:42年,天然气:67年,煤:200年。

而且,由于大量过度使用这些能源所造成的环境污染问题也日益严重,每年排放的二氧化碳达210万吨,并呈上升趋势,二氧化碳的过度排放是造成全球气候变暖的罪魁祸首;空气中大量二氧化碳、粉尘含量已严重影响人们的身体健康和人类赖以生存的自然环境。

正是因为这些问题的存在,人们需要一种储量丰富的洁净能源来代替石油等传统化石能源。

而太阳能作为一种可再生能源正符合这一要求。

太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦,若把地球表面0.1%的太阳能转为电能,转变率5%,每年发电量就可达5.6×1012千瓦小时。

而我国太阳能资源非常丰富,理论储量达每年1700亿吨标准煤,太阳能资源开发利用的前景非常广阔。

在太阳能的有效利用中,太阳能光电利用是近些年来发展最快,最具活力的研究领域,是其中最受瞩目的项目之一。

太阳能电池的研制和开发日益得到重视。

本文简要地综述了各种异质结太阳能电池的种类及其国内外的研究现状。

二、国外异质结太阳能电池1、TCO/TiO2/P3HT/Au三明治式结构的p-n异质结的太阳能电池2005年5月份,Kohshin Takahashi等发表了TCO/TiO2/P3HT/Au三明治式结构的p-n异质结的太阳能电池,电池结构如图1。

图1 ITO/PEDOT:PSS/CuPc/PTCBI/Al结构太阳能电池简图图2 TCO/TiO2/P3HT/Au电池结构示意图同时采用了卟啉作为敏化剂吸收光子,产生的电子注入到TiO2的导带,有效地增加了短路电流。

测得的短路电流JSC=1.11mA/cm2,开路电压VOC=0.50V,填充因子FF=48%,能量转化效率PCE=0.26%。

太阳能板效率与温度关系曲线-概述说明以及解释

太阳能板效率与温度关系曲线-概述说明以及解释

太阳能板效率与温度关系曲线-概述说明以及解释1.引言1.1 概述太阳能作为一种可再生能源,在解决能源短缺和环境保护方面具有重要意义。

太阳能板是将太阳辐射能转化为直流电能的重要设备,其效率直接关系到太阳能的利用程度。

然而,太阳能板的效率并不是恒定不变的,受到许多因素的影响,其中温度是最主要的因素之一。

随着太阳能的发展和应用,越来越多的研究关注太阳能板在不同温度条件下的效率变化规律。

这种关系曲线的研究有助于我们深入了解太阳能板的工作原理,优化太阳能系统的设计和性能,提高太阳能的利用效率。

本文将重点探讨太阳能板效率与温度之间的关系曲线。

首先,我们将介绍太阳能板效率的定义与意义,以及温度对太阳能板效率的影响机制。

然后,我们将综述现有研究成果,分析太阳能板效率与温度之间的关系曲线。

最后,我们将总结温度对太阳能板效率的重要性,并对进一步研究该关系曲线的展望进行讨论。

通过本文的阐述,读者将能够全面了解太阳能板效率与温度之间的关系,为太阳能系统的设计和优化提供重要参考。

此外,我们也希望通过对太阳能板效率与温度关系曲线的进一步研究,能够发掘更多优化太阳能利用的方法,为可持续能源发展做出贡献。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下几个方面:1.2 文章结构本文将分为引言、正文和结论三个部分来探讨太阳能板效率与温度关系曲线。

引言部分(Chapter 1)将首先对太阳能板效率与温度之间的关系进行概述,说明其在太阳能领域中的重要性。

接着,会介绍本文的目的,即通过研究太阳能板效率与温度之间的关系曲线,深入了解温度对太阳能板效率的影响机制。

正文部分(Chapter 2)将详细讨论太阳能板效率的定义与意义,以及温度对太阳能板效率的影响。

其中,将分析温度对太阳能板效率的具体影响因素,探讨不同温度条件下太阳能板效率的变化情况,并给出相关数据和实验证明。

此外,还将介绍相关研究中太阳能板效率与温度关系曲线的研究方法和结果,以加深我们对这一关系的认识。

光伏电池的温度特性与热管理

光伏电池的温度特性与热管理

光伏电池的温度特性与热管理随着可再生能源的发展,光伏电池作为一种重要的电力发生装置,其应用日益广泛。

然而,光伏电池在工作过程中受到温度的影响较大,温度特性对其性能和寿命具有重要的影响。

因此,研究光伏电池的温度特性与热管理问题显得尤为重要。

一、光伏电池的温度特性1. 温度对光伏电池的电压特性的影响光伏电池的电压特性与温度存在密切的关系。

一般来说,光伏电池的工作温度越高,其输出电压会下降,功率也随之降低。

这是因为光伏电池在高温下,电子与空穴之间的复合速度增加,导致电流损失。

因此,在实际应用中,需要根据光伏电池的工作温度,合理设计电路,以提高其电压特性。

2. 温度对光伏电池的效率的影响温度对光伏电池的效率也有一定的影响。

光伏电池的效率与温度之间存在一个倒U型的关系曲线。

当光伏电池的温度较低时,其效率会随着温度的升高而增加,这是因为低温下光伏电池的内阻较大,电子与空穴之间的复合速度较慢,电流流失较少。

但当温度进一步升高时,光伏电池的效率会逐渐下降,这是因为高温下电子与空穴之间的复合速度增加,进一步增加了电流损失。

因此,合理的热管理对于光伏电池的效率提高有着重要的意义。

二、光伏电池的热管理1. 热辐射热辐射是能量传递的一种重要方式,通过增加光伏电池的辐射散热面积,可以提高其散热效果,从而减小光伏电池的温度。

在实际应用中,可以利用热辐射将光伏电池周围的热量传输到周围环境中,以实现热管理的目的。

2. 冷却装置对于集中式光伏电站和光伏组件密集的区域,可以采用冷却装置进行热管理。

常见的冷却装置包括水冷却系统和风冷却系统。

水冷却系统通过循环水冷却光伏电池,将光伏电池产生的热量带走,从而降低其温度。

风冷却系统则通过风扇将空气吹过光伏电池表面,形成自然的对流散热,起到降温的效果。

3. 材料选择在光伏电池的设计中,合理选择热导率较高的材料可以提高光伏电池的散热效果。

例如,在背板、支架和散热片等部件中选择高热导材料,以便将光伏电池的热量迅速传导至其他部件,减小其温度。

温度对光伏发电的影响及原理

温度对光伏发电的影响及原理
影响
• 效率降低:虽然温度增加可能导致光伏电池吸收更多光谱的光,但是由 于电阻增加、载流子复合增加和开路电压下降,总体效果通常是光伏电 池效率随电池的输出功率取决于其电流和电压的乘积。随着 温度的升高,尽管光照条件可能保持不变,电池的输出功率往往会降 低。
应对措施
2. 载流子复合增加:温度的升高导致半导体内部的热激活载流子增多,这 些额外的载流子增加了复合的机会,从而减少了有效产生电流的载流子 数量。
3. 电阻增加:随着温度的升高,光伏电池和电路的电阻通常会增加,这会 降低电流的流动性能,从而降低整个系统的效率。
4. 开路电压下降:光伏电池的开路电压(Voc)随温度升高而下降。开路 电压与材料的带隙宽度有关,温度升高导致带隙宽度减小,从而降低了 开路电压。
为了减轻温度对光伏发电效率的负面影响,可以采取以下措施:
• 散热设计:通过优化光伏板的散热设计,如使用散热片、风冷或水冷系 统,来降低光伏电池的工作温度。
• 选择适当的安装位置:避免将光伏板安装在高温环境中,选择通风良好 的位置可以自然降低温度。
• 使用温度系数低的材料:选择温度系数(温度对电池效率影响的度量) 较低的光伏电池材料,可以减轻温度上升对效率的影响。
温度对光伏发电的影响及原理
温度对光伏(PV)发电系统的性能有显著影响。光伏效率与温度的关系主要是 由于半导体材料的物理特性所决定的,这些特性决定了太阳能电池在不同温度 下转换光能为电能的能力。理解这种影响的原理,对于优化光伏系统的设计和 提高其发电效率具有重要意义。
原理
1. 带隙宽度变化:半导体的带隙宽度会随温度的变化而变化。温度升高, 带隙宽度通常会减小,这意味着在高温下,太阳光中更宽范围的光谱能 被吸收,理论上可以增加产生电荷载流子的数量。然而,实际上,由于 其他因素(如载流子复合增加),高温往往会导致光伏电池效率下降。

光伏电池的温度对发电效率的影响

光伏电池的温度对发电效率的影响

光伏电池的温度对发电效率的影响光伏电池作为一种利用太阳能发电的装置,其发电效率对于能源利用和可持续发展具有重要意义。

然而,光伏电池的温度是影响其发电效率的一个重要因素。

本文将探讨光伏电池的温度对发电效率的影响,并提出一些可行的解决方案以提高其效率。

1. 温度对发电效率的影响机理光伏电池发电的基本原理是通过光照射到光伏电池表面的光子将其能量转化为电能。

然而,光伏电池在工作中会产生一定的热量,温度的变化会对其电子传输过程和材料特性产生影响,进而影响发电效率。

首先,温度升高会导致光伏电池内部发生热传导,电子传输会受到阻碍。

热量会增加电子与空穴之间复合的概率,从而降低了光伏电池的电流输出。

同时,热传导还会导致电池内部的材料损耗增加,降低了电池的转换效率。

其次,温度的升高还会引起光伏电池本身的光衰减现象。

光衰减是指光子在材料中的能量会随温度升高而下降,进而影响光伏电池的吸光量和光电转化效率。

这也意味着在高温环境下,光伏电池能够吸收的光能量会降低,进而影响了其发电效率。

2. 解决方案在光伏电池的设计和运行中,有一些可行的解决方案可以降低高温对发电效率的影响,进而提高光伏电池的整体效率。

首先,降低光伏电池的工作温度是提高发电效率的一种重要方法。

通过采用冷却系统或散热装置,可以有效降低光伏电池的温度,减少热传导导致的电子传输阻碍。

此外,配备合适的隔热层也是减少热传导的有效手段。

其次,优化光伏电池的结构和材料也是提高效率的关键。

选择具有较低温度系数的材料可以减小温度对光伏电池的影响。

改善光伏电池的结构,提高光的吸收效率和光子转化效率,将有助于减少光衰减现象对发电效率的影响。

此外,合理控制光伏电池的工作环境也是重要的。

避免将光伏电池直接暴露在高温环境下,如对电池进行遮阳或选择安装在有利于散热的位置等,可以有效降低温度对发电效率的影响。

3. 总结光伏电池的温度对发电效率具有重要影响。

温度升高会导致电子传输受阻、材料损耗增加以及光衰减等现象,从而降低了发电效率。

太阳能电池板跟温度的关系

太阳能电池板跟温度的关系

太阳能电池板跟温度的关系
太阳能电池板的性能和温度有密切关系。

1. 温度对太阳能电池板输出功率的影响:高温会导致太阳能电池板的输出功率下降。

太阳能电池板的标称功率是在标准测试条件(STC)下获得的,其中包括电池板温度为25℃。

当温度升高时,太阳能电池板的工作效率会降低,进而导致输出功率减少。

2. 温度对太阳能电池板的电压和电流的影响:温度的升高会导致太阳能电池板的电压下降,但电流会略微增加。

这是因为温度升高会增加材料内部电阻,从而降低电压,但同时也会提高载流子的浓度,从而增加电流。

3. 温度对太阳能电池板的寿命和稳定性的影响:高温会加速太阳能电池板的老化过程,缩短其使用寿命。

高温还可能引起电池板材料的膨胀和收缩,导致材料疲劳和损坏。

因此,温度的控制对于太阳能电池板的长期稳定性和寿命非常重要。

为了应对温度对太阳能电池板性能的影响,可以采取以下措施:
1. 提高太阳能电池板的散热能力,例如通过设计散热结构、增加散热片等方式,降低温度。

2. 定期清洁太阳能电池板表面,避免尘埃和污垢积累,减少温度的上升。

3. 使用温度稳定性较好的太阳能电池板材料,例如在硅太阳能电池中添加稳定剂或使用其他新型材料。

总之,温度对太阳能电池板的性能和寿命都有重要影响,因此在太阳能电池板的设计、安装和使用过程中,需要合理控制和管理温度,以确保其高效、稳定和可靠的工作。

太阳能光伏发电 温度关系

太阳能光伏发电 温度关系

太阳能光伏发电温度关系太阳能光伏发电温度关系关系说明•太阳能光伏发电和温度存在密切关系。

•高温可影响太阳能光伏发电系统的效率和性能。

温度对太阳能光伏发电系统的影响1.光伏电池效率下降–高温会导致光伏电池的效率下降。

–光伏电池的最佳工作温度一般在25℃左右,当温度超过该范围时,光伏电池的效率会逐渐降低。

–光伏电池效率的下降意味着太阳能光伏发电系统的发电量会减少。

2.温度对光伏电池电压的影响–光伏电池的电压与温度呈负相关关系。

–高温会导致光伏电池的电压下降,进而影响系统的输出电压和电流。

–低温下,虽然光伏电池的电压升高,但由于光照强度的变化不明显,综合效果对系统发电量的影响有限。

3.温度对光伏电池寿命的影响–高温会加速光伏电池的老化过程,从而缩短其寿命。

–长期高温环境下,光伏电池的寿命可能会明显缩短,降低系统的可靠性和经济性。

优化策略•降低光伏电池温度是提高太阳能光伏发电系统效率的关键。

•以下是一些常用的优化策略:1.散热系统:安装散热器或散热风扇来帮助降低光伏电池的温度。

2.做好安装:合理安装光伏电池组件,留有足够的空间和通风,避免温度过高。

3.智能控制系统:采用温度传感器配合智能控制系统,及时监测光伏电池的温度,根据需求调整光伏电池的工作状态。

总结•太阳能光伏发电和温度之间存在密切关系。

•高温对太阳能光伏发电系统的效率、性能和寿命都有影响。

•为了提高太阳能光伏发电的效率,降低光伏电池的温度是关键,可以通过散热系统、合理安装和智能控制等方式来实现。

温度对太阳能光伏发电系统效率的影响•高温会导致光伏电池的效率下降,从而降低太阳能光伏发电系统的发电量。

•光伏电池的最佳工作温度一般在25℃左右,当温度超过该范围时,光伏电池的效率会逐渐降低。

温度对太阳能光伏发电系统性能的影响•高温会导致光伏电池的电压下降,进而影响系统的输出电压和电流。

•光伏电池的电压与温度呈负相关关系。

•低温下,虽然光伏电池的电压升高,但由于光照强度的变化不明显,综合效果对系统发电量的影响有限。

有机太阳能电池综述

有机太阳能电池综述





2000年,5.R.Forrest研究小组通过在有机小分子制备的双层 结构太阳能电池器件的有机层和金属阴极之间插入 BCP(Bathocuproine)薄膜层,使得器件的光电转换效率提高 到了2.4%,并且改善了器件的伏安特性曲线,提高了器件 的稳定性。 2005年,A.J.Heeger等人采用在制备电极后再对器件进行热 退火处理的方法有效地提高了电池的能量转换效率,使其 光电转换效率达到了5%。 2007 年,2000 年诺贝尔化学奖获得者、美国加利福尼亚大 学的 Alan J. Heeger 教授领导的研究小组所制造的串联有机 太阳能电池,光电转换效率在实验室条件下达到了 6.5% 2009年 2 月,日本住友化学也宣布获得了 6.5%的转换效 率;同年 10 月,Solarmer Energy 公司又将这一效率提高至 7.6%
.有机太阳能电池的结构
1。肖特基型有机太阳能电池: 首例有机太阳能电池器件结构,基本的物理过程为: 有机半导体内的电子在太阳光照射下被从HOMO能级 激发到LUMO能级,产生电子一空穴对。电子被低功 函数的电极提取,空穴则被来自高功函数电极的电子 填充,从而形成光电流。 光激发形成的激子,只有在肖特基结的扩散层内,依靠节区 的电场作用才能得到分离。而其它位置上形成的激子,必须 先移动到扩散层内才可能形成对光电流的贡献。但是有机分 子材料内激子的迁移距离相当有限的,通常小于10nm。所 以大多数激子在分离成电子和空穴之前就复合掉了,导致了 其光电转换效率较低。
有机光伏材料具有不同于无机材料的几大特点:



.条件下,不能直接产生自由电子和自由空穴,而是产 生光生激子,激子在特定的条件下才能分离出自由 电子和自由空穴; 分子间力微弱,分子中价电子的最高已占轨道 (HoMO)和最低未占轨道(LUMO)不足以相互作用 形成整个材料的导带和价带,所以电荷以跳跃的方 式在定域状态形式的分子之间传输,而不是能带内 传输,所以其迁移率较低; 具有较高的光吸收系数和较窄的光波长吸收范围; 大多数有机光伏材料在水氧存在的条件下具有不 稳定性"

太阳能电池技术论文文献综述(可编辑)

太阳能电池技术论文文献综述(可编辑)

太阳能电池技术文献综述王胤东南大学机械学院摘要: 资源和环境一直都是制约许多国家持续发展的两大瓶颈,因而在环境愈加恶化、资源日益紧缺、科技日新月异的今天,对于清洁的可再生能源的研究成为了热点。

太阳能作为一种可再生能源,不仅来源较为广泛(光照),并且几乎不会产生污染,因而倍受研究人员的青睐,也是前景比较广阔的研究方向。

本文主要介绍与太阳能电池相关的技术背景、研究方向和发展前景。

关键词: 太阳能,太阳能电池,研究现状,发展前景。

太阳能可以说是“取之不尽,用之不蝎”的能源,与矿物燃料相比,太阳能具有清洁和可在生等独特优点。

将太阳能直接转换为热能和电能,解决能源危机,造福于全人类一直是广大科学家的奋斗目标。

太阳能的利用分为光电转换和集热两种,前者主要有太阳能电池,后者主要有太阳能热水器、太阳能温室等。

利用半导体材料的光伏效应原理把太阳光能转换成电能称太阳能光伏技术,这也是太阳能电池的主要原理。

对光生伏特效应的研究最早可追溯到1839年,到上世纪五十年代,太阳能利用领域出现了两项重大突破:一是1954年美国贝尔实验室研制出效率为6%的实用型单晶硅电池;是1955年以色列科学家提出了选择性吸收表面概念和理论并研制成功选择性太阳吸收涂层。

这两项突破既是太阳能利用进入现代发展时期的划时代标志,也是人类能源技术又一次变革的技术基础。

1.太阳辐射[[1] 施敏著,黄振岗译,《半导体器件物理》,电子工业出版社,1987年12月第一版。

[2] 马丁?格林著,李秀文,谢洪礼,赵海滨等译,《太阳电池工作原理、工艺和系统的应用》,电子工业出版社,1987年1月第一版。

][1]太阳发出的辐射能来自核聚变反应。

每秒钟约有6×1011kg的H2转变为He,净质量损失约为4×103kg,这一质量损失通过爱因斯坦关系(Emc2)转变为4×1012J的能量。

此能量主要作为从紫外到红外和无线电频段(0.2至3μm)的电磁辐射发射出去。

太阳能电池研究综述

太阳能电池研究综述

太阳能电池研究进展综述[摘要]:综述了当前太阳能电池发展中的新技术和新方向。

为使太阳能电池能够更加充分地吸收太阳光,表现出更高的能量转换效率,同时具备更加低廉的成本及更为广泛的应用领域,薄膜电池、柔性电池以及叠层电池已经成为太阳能电池领域的重要发展方向。

[关键词]:太阳能电池;单晶硅;染料敏化太阳能电池[Abstract]:Summarizes the new technology and new directions in the development of the current solar cell. In order to make the solar battery can be more fully absorb sunlight, exhibit higher energy conversion efficiency, with lower cost and more widely used in the field, thin-film batteries, battery and a flexible laminated battery has become an important development direction in the field of solar battery.[Keywords]:Solar cells; Silicon; Dye sensitized solar cell1.引言人类生存离不开能源,特别是人类现代文明更离不开能源。

常规的化石能源对环境的严重污染所导致的生态破坏、地球温室效应等正日趋严重的威胁着人类生存,而且化石能源迟早会枯竭耗尽。

因此以太阳能为代表的可再生能源,实现能源工业的可再生发展具有重要意义。

太阳能电池的种类很多,按照所用材料的不同可分为: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、纳米晶太阳能电池等。

建筑工程中太阳能光伏电池的应用问题综述

建筑工程中太阳能光伏电池的应用问题综述

建筑工程中太阳能光伏电池的应用问题综述【摘要】能源是发展国民经济、改善人民生活的重要物质基础。

目前我国能源形势相当严峻,能源生产严重滞后于国民经济的发展,随着经济和社会的快速发展,对能源的需求也逐渐增多,但是传统能源已经不能满足现代社会的发展需要,必须要开发新能源。

太阳能就是其中之一。

本文首先论述了太阳能光伏电池的主要类型及特点,对比不同类型的太阳能光伏电池在建筑上的应用情况,然后分析和总结了非晶硅电池在中空玻璃幕墙中应用的优势。

本文是个人的一些观点,可供参考与借鉴。

【关键词】建筑幕墙;太阳能;光伏发电;建筑节能;非晶硅电池前言随着世界环境的恶化,越来越多的工程都在提倡环保节能,近年来,太阳能光伏发电已在建筑工程中得到广泛应用。

目前,我国光伏产业正迅速发展,加之国家出台了一系列鼓励采用光伏技术和产品的政策,建筑幕墙行业在工程中采用光伏技术和产品的积极性不断提高,光伏技术在建筑中的应用必将前景广阔。

建筑物是高能耗的代名词,占全部能耗领域1/3以上,如何降低建筑物能耗成为节能减排和可再生能源利用的重要课题,太阳能电池片在建筑立面上的应用有效地将二者结合在一起。

建筑幕墙是建筑物外围护结构之一,是建筑室内与室外的屏障,其保温性能的好坏,是整个建筑物节能与否的关键;建筑幕墙完全暴露于自然界中,充分接受着太阳光的热辐射,如何利用大面积的建筑幕墙吸收太阳能发电,是可再生能源在建筑上利用的重要课题之一,同时,中国的建筑幕墙由20世纪90年代年产量500万平方米~600万平方米,迅速增长到现在5000万平方米~6000万平方米,而且目前还在以10%~20%速度增长,如果我国能够在这个数量基础上推广使用10%左右光电幕墙,全国每年大约将有500万平方米~600万平方米光电幕墙产生,年产电能约50亿千瓦时~70亿千瓦时。

相当于5座~10座中型火力发电站,可以减排co2约30万吨,按此推算,如果国家按十一五计划发展太阳能产业,它将在我国的绿色、环保、节能方面产生巨大的社会效益。

太阳能电池(论文)文献综述

太阳能电池(论文)文献综述

太阳能电池技术原理及其应用的分析文献综述1.1太阳能电池的种类及研究现状:根据材料的种类和状态的不同,太阳能电池主要有以下几种:单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、化合物半导体太阳能电池、薄膜型太阳能电池、有机太阳能电池和染料敏化纳米晶太阳能电池,下面分别予以简单介绍。

1.1.1单晶硅太阳能电池单晶硅太阳能电池是开发得最早的一种太阳能电池,硅的禁带宽度为1.leV,是间接迁移型半导体,本来不是制作太阳能电池的最合适材料。

但是由于硅蕴藏量非常丰富,已广泛应用于微电子工业,有很完善的技术基础,有利干太阳能电池的开发应用。

单晶硅太阳能电池具有比较高的转换效率,规模生产的电池组件的效率可以达到 12一16%,而实验室记录的最高转换效率为24.4%。

1.1.2多晶硅太阳能电池多晶硅太阳能电池具有独特的优势,与单晶硅比较,多晶硅半导体材料的价格比较低廉,相应的电池单元成本低,非常具有竞争优势。

但是由于多晶硅材料存在着较多的晶拉间界而有较多的缺点,转换效率不够高,提高多晶硅太阳能电池的转换效率就是目前许多科学家的研究方向。

非晶硅太阳能电池的转换效率和稳定性都不够好,对其研究开始于20世纪七十年代初。

非晶硅及其合金的光暗电导率随着光照的时间加长而减少,经过170℃一200℃的退火处理,又可以恢复到光照之前的值。

这一现象首先由Staebler和Wronski发现,被称为S—K效应。

S—K效应使非晶硅太阳能电池的转换效率由于光照时间加长而衰退,长期以来成为非晶硅太阳能电池应用的主要障碍。

1.1.3化合物太阳能电池化合物太阳能电池包括III—V族化合物电池和II—VI族化合物电池。

III —V族化合物电池主要有GaAs电池、InP 电池、Gasb电池等;II—VI族化合物电池主要有CaS/Culnse电池、CaS/CdTe电池等。

上世纪七十年代末,以GaAs 为代表的III—V族化合物电池材料(包括叠层电池材料),因具有很高的光电转换效率和优异的抗辐射性能而受到重视,发展很快。

太阳能电池的原理与特性

太阳能电池的原理与特性

简述太阳能电池的原理与特性一、太阳能电池的基本工作原理太阳能是一种辐射能,它必须借助于能量转换器才能变换成为电能。

这个把太阳能(或其他光能)变换成电能的能量转换器,就叫做太阳能电池。

太阳能电池工作原理的基础,是半导体p-n 结的“光生伏打”效应。

所谓光生伏打效应,简单地说,就是当物体受到光照时,其体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。

在气体、液体和固体中均可产生这种效应,但在固体尤其是在半导体中,光能转换为电能的效率特别高。

因此半导体中的光电效应引起人们的格外关注,研究得最多,并发明制造出了半导体太阳能电池。

可将半导体太阳能电池的发电过程概括成如下4点:(1)首先是收集太阳光和其他光使之照射到太阳能电池表面上。

(2)太阳能电池吸收具有一定能量的光子,激发出非平衡载流子(光生载流子)—电子-空穴对。

这些电子和空穴应有足够的寿命,在它们被分离之前不会复合消失。

(3)这些电性符号相反的光生载流子在太阳能电池p-n 结内建电场的作用下,电子- 空穴对被分离,电子集中在一边,空穴集中在另一边,在p-n 结两边产生异性电荷的积累,从而产生光生电动势,即光生电压。

(4)在太阳能电池p-n 结的两侧引出电极,并接上负载,则在外电路中即有光生电流通过,从而获得功率输出,这样太阳能电池就把太阳能(或其他光能)直接转换成了电能。

下面以单晶硅太阳能电池为例,对太阳能电池的基本工作原理进行具体阐述。

众所周知,物质的原子是由原子核和电子组成的。

原子核带正电,电子带负电。

电子就像行星围绕太阳转动一样,按照一定的轨道绕着原子核旋转。

单晶硅的原子是按照一定的规律排列的。

硅原子的外层电子壳层中有4 个电子。

每个原子的外壳电子都有固定的位置,并受原子核的约束。

它们在外来能量的激发下,如在太阳光辐射时,就会摆脱原子核的束缚而成为自由电子,并同时在原来的地方留出一个空位,即空穴。

由于电子带负电,空穴就表现为带正电。

电子和空穴就是单晶硅中可以运动的电荷。

太阳能板最佳发电温度

太阳能板最佳发电温度

太阳能板最佳发电温度
太阳能电池板(光伏组件)的效率与温度之间存在负相关关系。

在一定范围内,随着温度的升高,太阳能电池的输出功率会下降。

这是由于半导体材料在高温下电阻增加,导致内部损耗增大,从而使开路电压降低,短路电流略有上升,但总体上填充因子下降,最终使得最大功率输出减少。

太阳能电池板的最佳发电温度并不是一个固定的数值,而是指其在某一特定温度下能实现最高效率。

通常情况下,对于硅基太阳能电池,这个最佳工作温度一般是在25℃左右。

然而,在实际应用中,由于环境温度往往高于此值,因此需要采取冷却措施或通过设计优化来减小温度对效率的影响。

原理方面,太阳能电池的工作过程依赖于光电效应,即太阳光照射在半导体材料(如硅片)上时,光子能量足够大时可以将价带中的电子激发到导带,形成电子-空穴对。

在P-N结内建电场的作用下,电子和空穴被分离并分别向两端移动,从而产生电流。

当温度上升时,半导体材料内的热运动加剧,会导致更多的载流子复合,影响电流输出,并且还会增加半导体材料的电阻,这两者都会使太阳能电池的转换效率降低。

太阳能电池的研究进展综述

太阳能电池的研究进展综述

太阳能电池的研究进展综述班级:11光电工程学号:姓名:指导老师:摘要:太阳能电池的利用可为人类社会提供可再生的清洁能源。

本文主要阐述了太阳能电池的发展历程,太阳能电池的种类,太阳能电池的现状以及发展前景。

关键词:太阳能电池;太阳能电池种类;研究进展;转换效率。

Research Result on Solar Cells and its Development Trends .Abstract:The application of solar cells can offer human society renewable clean energy.This arti cle mainly explains the development of solar cells,the types of solar battery,actual situation of sola r battery and its prospect. Key Words: solar battery; types of solar battery; actual situation of solar battery ;transition efficiency.引言:古语云:“唯江上之清风,与山间之明月,耳得之而为声,目遇之而成色,取之无尽,用之不竭。

”太阳能亦是这样,因此受到了人们的亲睐。

在太阳能电池领域中,太阳能的光电利用是近些年来发展最快、最具活力的研究领域[1].太阳能电池的研制和开发日益得到重视.制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础.其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生的光电子转化反应。

根据所用材料的不同,太阳能电池可分为:①硅太阳能电池;②以无机盐的多元化合物为材料的电池;③纳米晶太阳能电池等。

无论以何种材料来制作电池,对太阳能电池材料一般的要求有:①半导体材料的禁带不能太宽;②要有较高的光电转换效率;③材料本身对环境不造成污染;④材料便于工业化生产且材料性能稳定。

不同温度下太阳能电池特性实验报告

不同温度下太阳能电池特性实验报告

二、太阳能电池在20-55℃不同温度条件的伏安特性1.实验目的(1)了解环境温度对光伏电池特性影响(2)了解光照强度对光伏电池特性影响2.实验设备光伏太阳能电池特性实验箱3.实验原理(1)温度对光伏电池特性的影响随着光伏电池温度的升高,开路电压减小,在20-100摄氏度范围,大约每升高1摄氏度,光伏电池的电压减小2mV;而光电流随温度的升高略有上升,大约每升高1摄氏度电池的光电流增加千分之一。

总的来说,温度每升高1摄氏度,则功率减少0.35%。

这就是温度系数的基本概念,不同的光伏电池,温度系数也不一样,所以温度系数是光伏电池性能的评判标准之一。

(2)光照强度对光伏电池特性的影响光照强度与光伏电池的光电流成正比,在光强由100-1000瓦每平米范围内,光电流始终随光强的增长而线性增长;而光照强度对电压的影响很小,在温度固定的条件下,当光照强度在400-1000瓦每平米范围内变化,光伏电池的开路电压基本保持不变。

所以,光伏电池的功率与光强也基本保持成正比。

4.实验内容与步骤(1)温度对光伏电池特性影响测试用实验导线连结如图所示电路。

连接图如下:如图一所示,选取组件2的端口103,连接电流表的正极105,电流表负极106和电阻箱上红色接线柱连接,电阻箱负极的黑色接线柱和组件2的端口104连接,电压表正极107和组件2端子103连接,电压表负极108和组件2端子104连接,这样即连接完成。

光源的发光方向对着太阳能电池组件,打开白色电源,等光源发光亮度稳定后开始测量。

设定一个温度,然后将太阳能光伏组件,电压表,电流表,负载电阻按照连接成回路,改变电阻阻值,使阻值由小到大变化。

测量流经电阻的电流I和电阻上的电压V并记录数据。

测量过程中辐射光源与光伏组件的距离要保持不变,辐照面积与角度不变化,以保证整个测量过程是在相同条件下进行的。

根据伏安特性数据绘制当前太阳能电池板的功率曲线,找出当前太阳能电池板的最大输出功率。

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关于硅和砷化镓太阳能电池组件在热性能方面的综述摘要:本综述总结了近年来在结晶和非晶硅太阳能电池组件领域获得的温度性能。

它给出了一个通用的结果分析和评论的应用程序构建集成光伏(PV)热系统,将光能转化成电能,热能等。

空气冷却和水冷却以及“混合式”光伏热太阳能收集器也被提及到。

本文还包括非晶硅太阳能模块在塑料薄膜,薄膜太阳能电池等方面的灵活应用以及对将来这方面的展望。

其主要包括对光伏模块传热机制的实验结果的分析。

关键词:太阳能电池;光伏;太阳能;能量转换;混合系统目录1.介绍﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒408 1.1.太阳能电池早期研究的回顾﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒4081.2.半导体硅和砷化镓的温度上限﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒4102.高温太阳能电池和组件的影响:理论背景﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒411 2.1.热对硅太阳能电池的输出参数的影响﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒4112.2.硅太阳能电池的温度系数﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒411 2.2.1.短路电流﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒4112.2.2.暗电流﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒4122.2.3.开路电压﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒4122.2.4.输出功率﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒4122.3.照明光源对输出参数的影响﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒4133.光伏热电混合太阳能系统﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 413 3.1.空气冷却﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒4143.2.水冷却﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒4143.2.1.冷却组件中的输出温度﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒4143.2.2.基于单晶硅太阳能电池利用高分子吸收板制成的光伏热吸收器﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒4143.2.3.光伏组件的传热机制﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒4174.光伏建筑一体化系统﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒417 4.1.光伏建筑一体化通风结构﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒4194.2. 塑料薄膜非晶硅太阳能电池组件集成到建筑板材﹒﹒﹒4204.2.1.无定形硅薄膜太阳能电池(a-Si:H)﹒﹒﹒﹒﹒﹒4215. 结论﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒422参考文献﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒423 1.介绍近年来,环境问题已经成为世界范围内日益严重的问题。

应对这些问题,聚光太阳能电池已经成为一个洁净的能量来源。

在计划未来扩大光伏(PV)发电的过程中,最重要的是要仔细选择半导体材料。

这个非常重要的材料选择不仅是最大的可实现的效率,但同时也要兼顾经济和生态方面的考虑。

晶体硅和砷化镓太阳能电池被看做是最有前途的光伏技术这是由于其低制造和材料成本排在第一位和其排在第二的优良的性能表现。

砷化镓太阳能电池是高转化效率的设备但由于其过多地在地面的大面积应用使得成本变得非常昂贵。

砷化镓太阳能电池的转化效率已超过30%,但砷元素却潜在着剧毒性。

随着外界对砷化镓太阳能电池的关注日益增加,使得最近在使用砷化镓太阳能电池时加上了集中器系统的地面应用[2]。

但在砷化镓太阳能电池的最佳区域浓度水平下1000个太阳的测距仅从0.5平方毫米变化到1平方毫米[39]。

硅是最常见的半导体材料并且这项技术对于硅的处理是非常完善的。

世界上超过80%的太阳能电池和模块的生产目前都基于切片的单晶和多晶硅电池,所以评估主要集中在硅。

只有13.23%的非晶硅(一个si),0.39%的镉碲化物(CdTe)和0.18%的铜铟联硒化物(CIS)被用在2001年的世界电池/组件生产。

[40]本文综述了温度对晶体硅和非晶硅太阳能电池以及模块性能的影响并利用新技术来提高传热。

为了考虑太阳能电池的温度稳定性和模块在高温状态下的表现,对基本半导体材料(硅和砷化镓)所能承受的温度上限进行了分析。

理论背景和实验数据,其中包括:开路电压、填充因子(FF)和输出功率[35]作为主要热影响光电管的参数而被提及。

正如被报道的最先进的研究趋势通过使用一个“混合式”光伏热(PV / T)太阳能收集器结合建筑同时产生电和热水。

这种类型的PV / T收集器同时生成热能、电能。

它是光伏建筑一体化设备,是在这个世纪被认为在电的生产方面带来实质性贡献。

对于这个应用,薄膜非晶硅技术被列为低成本的选择。

低温系数的非晶太阳能电池能够在不通风的情况下集成到建筑物的外墙和屋顶还能够获得高能源的收益产出。

太阳能模块在塑料薄膜作为玻璃少光伏太阳能系统下探讨了未来在这个方面的评论。

1.1太阳能电池早期研究的回顾当前太阳能电池是基于基本的物理现象,首先发现光伏效应这一现象可以追溯到19世纪。

在1839年,埃德蒙Bequerel观察到当金属板(白金或银)沉浸在一个相配的溶液中 (电解质)并将其暴露在光下,会产生微弱的电压和电流——就是光伏效应。

后来在1878年,亚当斯和Day[1],在接着[55]史密斯的工作即研究硒的光电导性,发表了第一篇报告直接将光伏效应归因于固体。

在1954年,查宾,福勒和皮尔森在贝尔电话实验室开发了一种硅太阳能电池[9],当把它放置在光下可以产生大量的电流和电压。

这种太阳能电池的效率大约是当时辐照度条件下的6%。

自1950年代中期以来,光伏发展迅速。

在1958年,生产了第一个真正的有影响力的太阳能电池板,我所提供的卫星先锋硅太阳能电池面板实现了对空间的应用。

这个电源是在兆瓦级工作状态下持续为这个卫星提供了六年的能量。

技术和产业广阔的发展从mW级电力来源生产线每年超过10兆瓦容量对于陆地需求(1997年)[44]和预测将产生15 - 20 MW/年(2000 - 2015年期间) [31]。

在过去的20年里一直都在强调了研究新的半导体材料,开发新型设备和设计新的和更加有效的结构。

一个光伏设备的效率被定义为从入射光子(阳光)中所能够获得的有效能量的计算关系[14]。

实验中常见的方法是获得通过光伏作用生成的电流-电压IðUÞ的特点并确定最大功率点[62]。

在实验过程中主要的影响因素有:一个设备(单元或模块),一个环境条件(温度),一个光源(标准光谱),一个实验程序。

这个单元或模块在实验中是一个给定的参数。

这里重点强调的是,这个单元或者模块是只被当做串联光伏装置使用。

关于考虑其他的连接方式的如并联,混合连接等以及其所导致的实验结果都可以在文献【32】中可以找到,也不必对材料的热性能进行分析。

例如像温度这样的环境条件是也应该明确的包含在保准条件之内,这个P-N结温度就应该在当光伏器件测试时明确规定。

[5]在大多数的情况下,它能够测精确测量的情况下,当只有一个表面被加热时,应在模块两侧同时测量温度,因为两个表面的温差在10℃左右。

由于电池效率对于温度特别的敏感,所以控制温度是十分有必要的。

光伏电池在光不断的照射下,温度不断上升如图1所示。

标准光谱性能测量:空间:空气质量为零或AM 0(相当于在太空中1367 W/M2的辐照度)地面:AM1.5(大于48.198度的太阳角该设备正常工作)全球(1000 W/M2,直接照射和漫反射之和[6])(图2)图1.不同的光照时间下光伏电池的温度特性(103X103mm2):Tu-光伏电池上表面温度,Td-光伏电池下表面温度,(a)是在618W/m2的光照强度下,(b)是在756W/m2的光照强度下[46].为了进行比较,请参照图2(来源于[32]).1.2半导体硅和砷化镓的温度上限半导体,正如其名字所暗示的那样,其电阻率是介于导体和绝缘体之间的一种材料。

这些介于中间的属性是由其特殊的晶格连接和电子结构的特殊化所造成的,事实上它与金属导体是不同的,半导体同时具有有正极(空穴)和负极(电子)来导电,其密度可以通过控制纯晶体在生长过程中所掺杂的化学杂质来控制。

为简单起见,本文的讨论将限于硅(Si),砷化镓(GaAs),重要的半导体材料,以及现如今最重要的太阳能电池,因为这些例子能够有效地说明主要的概念。

GaAs具有闪锌矿的晶体的晶格结构,闪锌矿的结构和金刚石的结构十分的接近。

硅有四个电子分布在最外层的电子轨道中,在金刚石的结晶体中,每个原子都位于正四面体的中心,与处在正四面的体每个角的其他四个临近的原子构成共价键。

由于,所有的电子都参与了边界的形成所以材料应该是绝缘的。

然而有少数比较异常的电子打破原有的束缚而成为自由移动的电子所需要的能量:1.1 电子伏特Si和1.4电子伏特的GaAs在室温下。

因此,即使在室温下也会有大量原子从他们的父原子中挣脱束缚逃离,而所逃离的原子数的增加速度与温度之间的关系如式(1.2)。

在纯半导体中,存在的空穴和电子对数目总是相等,而所得到的导电特性被称作固有的导电性,用来与掺杂了杂质的电导率进行区别。

现在,当我们把纯半导体的中的电子和空穴加热至其温度的上极限时,我们就更加接近半导体低温性能的最基本的原理了。

在一个本征半导体,如硅,在导带中的电子数目是始终等于在价带中的空穴的数目,因为电子和空穴是成对产生的,由光子或通过热激发(见图3)[3]:在本征半导体的费米能级在带间隙中心E F =1/2E g ,在低温下和稍微上升的温度下,因为M h >me (见表1)h F g em 13E ()E +ln 24m T kT (1.1) me 和mh 分别为电子和空穴的有效质量。

ﻩ从根本上来讲,固有电荷产生温度依赖性的这一现象的最根本的原因是在热量的激发下,价带的电子能量被激发到能越过导带与价带之间的能量障碍的一个高能量状态之下,而越到导带的电子数目和留在价带的空穴数目相等。

确定本征载流子浓度最简单方法是导带中电子数目(n )和价带中数目相等的空穴数(p)相乘即可。

图2 :A M0和标准为AMI .5 两种情况下全球普照量和直接照射量的地面太阳光谱的比较[32]。

图3:由于受到热或者吸收光子而激发形成电子-空穴的示意图。

2exp g i C V E n p n N N kT ⎛⎫⋅==- ⎪⎝⎭(1.2)其中NC 和NV 分别是导带和价带的有效质量,ni 是本征载流子的浓度,k 是波兹曼常数,或者根据阿什克罗夫特[4]:()34343219300() 2.5exp 10cm 3002g de dh i E T m m T n T m m K kT --⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⨯⨯⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦(1.3)其中m de 和m d h分别是稳态下电子和空穴的有效质量,m0是自由电子的质量,Eg (T )是禁带宽,其线性近似于:()()()300300g g g dE E T E K T K dT =+-(1.4)通过计算式(1.3)可以计算出在室温下n i温度特性的典型值如表1所示。

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