薄膜太阳能电池20页PPT

薄膜太阳能模块结构图
薄膜太阳能模块是由基板、金属层、透明导电层 、电器功能盒、胶合材料、半导体层..等
关于有机薄膜太阳电池
通过对有机薄膜太阳电池的研究，我们绘出了它的原理图如下图并提出了改进意见。
改进意见：
（1）在有机薄膜光电池的吸收层镀上紫外光吸收薄膜可以
有效降低其光电转换效率的衰减。
.
（2）优化电极材料，对电极的表面修饰，形成良好的欧姆接
薄膜太阳能电池的特色
❖ 1.相同遮蔽面积下功率损失较小(弱光情况下的发电性佳) ❖ 2.没有内部电路短路问题 ❖ 3.照度相同下损失的功率较晶圆太阳能电池少 ❖ 4.有较佳的功率温度系数 ❖ 5.较高的累积发电量 ❖ 6.只需少量的原料,成本低 ❖ 7.较佳的光传输 ❖ 8.厚度较传统太阳能电池薄 ❖ 9.材料供应来源广 ❖ 10.可与建材整合性运用(BIPV)
薄膜太阳能电池的分类
非晶硅(Amorphus Silicon, a-Si) 微晶硅(Nanocrystalline Silicon，nc-Si，Microcrystalline Silicon，mc-Si) 化合物半导体II-IV 族（CdS、CdTe、CuInSe2） 色素敏化染料(Dye-Sensitized Solar Cell) 有机导电高分子(Organic/polymer solar cells)
主要内容
1
薄膜太阳能电池介绍
2
项目进展情况
3
百度文库
已经取得的成果，实物
4
目前存在问题
5
下阶段研究计划及主要施
背景介绍
存储量有限不可再生能源 产物对环境造成影响 不安全
石油 煤炭 天然气 核能
可再生 清洁无污染
安全可靠
太阳能 风能 潮汐能 地热能 对流能 水能
发展现状
2019年 370MW
2019年 445MW
触，最大限度地减少电子和空穴在传输过程中的损耗。
（3）寻找合适的电子和空穴传输材料，保证电子空穴对能够有效地分离和传导， 降低电子空穴对传输过程中的复合和耗散几率。 （4）采用光敏小分子掺杂，提高载流子的收集效率。 （5）寻找叠层结构最优的层数，继续探索修饰层的优化方式。太阳光光谱可以 分成连续的若干部分，采用能带宽度与各部分有最好匹配的材料做成电池，并按 能隙从大到小的顺序从外向内叠合起来，让波长短的光被宽隙材料电池利用，波 长较长的光能够透射进去让较窄能隙材料电池利用，最大限度地将光能变成电能。 通过这样的叠层结构，一方面太阳光的各个波段的光可以被很好地吸收，另一方 面，由于器件之间的耦合效应，可以使电池的效率大大提高。 （6）在有机薄膜太阳电池结构中采用了“级联结构”，在两种不同特性的薄膜 太阳电池叠层之间加入了一层TiOx，更有利于收集及传输电子。
❖ 当晶片的接触面受光后，只要光子的能量等于或大于Eg，就会把 电子从价带激发到导带，在价带中留下一个空穴，产生电子-空穴对。 如果所产生的电子-空穴对有足够长的寿命，各自扩散到p-n 结的势垒 区附近，在p-n 结的内建电场作用下被互相分离，光生的非平衡空穴 往带负电的p 型区移动，电子往带正电的n 型区移动。在p-n 结开路 情况下。n 区边界将积累非平衡电子，p 区边界将积累非平衡空穴， 产生一个与p-n 结内建电场方向相反的光生电场Voc，这就是光伏效 应。在p-n 结短路情况下光生电子和光生空穴分别产生电流Jn 和Jp ，总的光生电流密度Jsc为两者之和。此时在晶片的两边加上电极并引 入负载，只要光照不停止，就会不断地有电流流过电路，p-n 结起到 了电源的作用，这就是光电池的基本工作原理。光照在接触面产生的 电子－空穴对愈多，电流愈大。
宏观总体上对太阳能电池的改进意见
❖ （１）降低材料成本，选用尽可能的廉价的薄膜材料，取 代昂贵的单晶硅材料制造太阳电池。例如选用有机聚合物 薄膜 ，比如电池中的电子供体材料选用聚苯撑乙烯撑类( PPVs) 、聚噻吩类( PThs) 、聚苯胺等，电子受体材料 选用有聚合物受体材料 ( CN-PPV、芳杂环类聚合物和梯 形聚合物等) 、有机小分子受体( 富勒烯及其衍生物、酰 亚胺及其衍生物和酸脂等) 、纳米受体材料( 碳纳米管、 TiO2、GaAs、ZnO ) 等。
• 增长120%
2019年 988.8MW
• 增长122%
2009年 19.8%
占太阳能电池的
我国高度重视太阳能电池技术的研发和产业化，与国际先进水平差距逐步缩小， 积极有序地发展。截至2019年底，我国已建成并投产的14家薄膜太阳能电池企 业的产能约达125.9MW，年产量约为46MW。截止2009年底，已开工建设和 已开展前期工作宣布建设的薄膜太阳能电池项目将近40个，按其规划，2019年 前全部建成后的产能将高达约4000MW。
❖ 5.为了提高动手能力，加深对太阳能电池的了解，我们将本项目与正 在进行的光电设计大赛结合起来，即在设计的小车动力采用太阳能电 池与普通电池的混合动力装置。
3.已经取得的成果，实物展示
❖ 关于薄膜太阳电池的原理的研究
❖ 主要是利用光伏效应(photovoltaic effect)将光能直接转换成电能 的一种P-N结半导体装置。
❖ 2.2019.1针对有机薄膜太阳能电池进行了重点研究，在分析研究其 工作原理和组成结构的基础上，提出了部分改进想法。
❖ 3.2019.2初步学习了多元化合物薄膜太阳能电池工作原理，将有机 薄膜太阳电池与多元化合物薄膜太阳电池进行分析比较。
❖ 4.2019.3-现在，对几个月以来的成果汇总，利用改进意见动手改进 有机薄膜太阳能电池。
关于多元化合物薄膜太阳电池
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、硫化镉及铜铟硒薄膜电池等。我们对其进行分析后认为有前景的研究方向 应该是合成具有电子给体和电子受体两项功能的新型导电聚合物，或对现有导电 聚合物薄膜电池进行界面修饰，或是控制聚合物光活性层材料的厚度使其接近生 激子的扩散长度，或发展多层异质结结构等，提高聚合物薄膜电池的转换效率。
2.项目研究进展情况说明
❖ 1.2019.11-2019.12详细查阅与学习了有关薄膜太阳能电池的资 料，了解了薄膜太阳能电池的发展现状前景与趋势，掌握了各种不同 种类薄膜太阳能电池的技术特点。对各种薄膜太阳电池近几年来的发 展情况，包括其生产成本、转换效率等在内的优劣势做了较详细的比 较。确定了研究重点为有机薄膜太阳电池。