太阳能电池转换效率研究

多元化合物薄膜太阳能电池
• 为了寻找单晶硅电池的替代品,人们除开发J’多晶 硅、非晶硅薄膜太阳能电池外,又不断研制其它材料 的太阳能电池。其中主要包括砷化稼nl一V族化合物、 硫化隔、蹄化镐及铜钢硒薄膜电池等。上述电池中, 尽管硫化镐、蹄化搞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.品硅电池低,并且 也易于大规模生产,但由于镐有剧毒,会对环境造成严 重的污染,因此,井不是晶体硅太阳能电池最理想的替 代目日。砷化稼等卜V化合物及铜钢硒薄膜电池由 于具有较高的转换效率受到人们的普遍重视。
• 基于以卜几个方面考虑，硅是最理想的 太阳能电池材料，这也是太阳能电池以 硅材料为主的主要原因川但随着新材料 的不断开发和相关技术的发展，以其它 材料为基础的太阳能电池也愈来愈显示 出诱人的前景。
• 但由于受单晶硅材料价格及相应的繁琐的 电池工艺影响.致使单晶硅成本价格居高不 下,要想大幅度降低其成本是非常困难的为」 一节省高质量材料,寻找单晶硅电池的替代 产品现在发展f薄膜太阳能电池,其中多晶硅
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太阳能电池的发展趋势Baidu Nhomakorabea
• 从以卜几个方面的讨论可知,作为太阳能电池的材料. 扭一V族化合物及CIS等系由稀有兀索所制备,尽管以 它们制成的太阳能电池转换效率很高.但从材料来源看. 这类太阳能电池将来不可能占据主导地位。而另两类 电池纳米晶太阳能电池和聚合物修饰电极太阳能电池 存在的问题是,它们的研究刚刚起步,技术不是很成熟. 转换效率还比较低.这两类电池还处于探索阶段,短时 问内不可能替代硅系太阳能电池。因此.从转换效率和 材料的来源角度i少卜今后发展的平..点仍是硅太阳能 电池特别是多晶硅和非晶硅薄膜电池
多晶硅薄膜太阳能电池
• 通常的晶体硅太阳能电池是在厚度35。一飞5即11、 的高质量硅片上制成的,这种硅州从提拉或浇铸的硅 锭十锯割而成,因此实际消耗的硅材料更多但由于生 长的硅膜晶粒太小,未能制成有价值的太阳能电池。 为J’获得大尺寸晶粒的薄膜.人们一直没有停止过研 究.井提出r牙尺多方烈。目前制备多晶硅薄膜电池多 采用化学气相沉积法,包括低压化学气相沉积(LPCVD) 和等离子增强化学气相沉积(I)ECVD)工艺。此外,液 相外延法(11〕E)和溅自‘1一沉积法也可用来制备多 晶硅薄膜电池。
目前,人工转换太阳能主要靠光伏器件将太阳能转换。
• 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光电子转换反应，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以无机盐如砷化稼卜V化合物、硫化镐、铜钢硒等 多元化合物为材料的电池;③叻能高分子材料制备的太 阳能电池;④纳米晶太阳能电池等。不论以何种材料来 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 料本身刘一环境不造成污染;①材料便于工业化生产且 材料性能稳定。
提高光电极太阳能转换效率的新方法
• 转化成电能,但在晚上或阴天,就无法使用。如 果能够直接把太阳能转换成化学能储存起来, 类似于植物的光合作用,就能一步完成太阳能 的转换和储存难题。光电化学电池是一种利 用湿化学方法将太阳能直接转换成化学能的 系统,它利用半导体与电解液的直接接触来达 到现在全球化石能源存储量将难以满足人类 对能源的长期需求。
太阳能电池缺点
• 其缺点是成本高，单位面积产生的功率低。因此， 利用太阳能发电，必须采用大面积方阵。目前针 对太阳能电池这些缺点，国内外的研究题
• 一是研究制造大面积的太阳能电池，例如非晶硅 太阳能电池;
• 二是寻找新的半导体材料及新的电池结构和工艺， 提高电池的转换效率，以提高单位面积功率。本 文对常规工艺PN结电池和MIS电池的转换效率进 行
薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜人阳能电池 就是典型代表。
单晶硅太阳能电池
• 硅系列太阳能电池中,单晶硅太阳能电池转换 效率最高,技术也最为成熟。高性能单晶硅电 池是建立在高质量一单晶硅材料和相关的成 熟的加工处理工艺基础匕的。现在单晶硅的 电池工艺已近成熟,在电池制作中,一般都采用 表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术, 开发的电池主要有平面单晶硅电池和刻槽埋 栅电极单晶硅电池。提高转化效率主要是靠 单晶硅表面微结构处理和分区掺杂工艺。
太阳能电池转换效率研究
太阳能电池优点
• 太阳能电池是一种将太阳光能直接转换成电 能的光敏器件。它与其它能源相比，其优点 是:
• 1.它提供的电能几乎是永久不断的，不需维 持费用;
• 2.完全没有废物排出，不会引起环境占污; • 3.直接由光能转换成电能，不需经过中间其
它能量形式转换，因而具有较高的功率重量 比。