太阳能电池性能测试.pptx

第13讲 太阳能电池测试技术 中南大学物理与电子学院先进材料超微结构与超快过程研究所 2015-6-16 主 讲：周聪华 Company Logo 内容提要 一、太阳能电池技术背景 二、太阳能电池工作原理 三、太阳能电池类型 四、参考文献与课后习题 一、太阳能电池技术背景 世界能源结构 1.1 能源危机 化石能源（煤、石油、天然气）~86.5% 2012年 一、太阳能电池技术背景 中国与全球能源结构对比 1.1 能源危机 我国以煤炭为主 一、太阳能电池技术背景 1.1 能源危机 化石能源储量有限，尽管储量还没有探明 100年后，怎么办。。。 一、太阳能电池技术背景 1.2 环境污染 电煤燃烧: SO2,NO2 酸雨：建筑腐蚀、 皮肤伤害 一、太阳能电池技术背景 1.2 环境污染 优：PM2.5 35ug/m3 PM2.5-环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5 微米的颗粒物。 2011年3月11日, 福岛核危机 一、太阳能电池技术背景 生态破坏 生物变异 1.2 环境污染 一、太阳能电池技术背景 1.3 温室效应 一、太阳能电池技术背景 1.4 太阳能优越性 取之不尽用之不竭 绿色、清洁无污染 Company Logo 一、太阳能电池技术背景 1.4 太阳能优越性 便携性、易获取性 ：潮 光伏效应（photovoltaic effect）： 光照下，在器件两端产生电势差（电压） 1.5 发展历程 1839年，法国科学家： A.E.Becquerel 一、太阳能电池技术背景 V=0 V0 1873年，Mr. Willoughby Smith在英国“Societyof Telegraph Engineers（电报工程师学会）“第12次常规会议中报告， 在Se固体中观察到光伏效应 会议简介 主席宣布好消息：有两位会员分别捐款100英镑 1.5 发展历程 一、太阳能电池技术背景 Smith, Willoughby, The action of light on selenium (1873). Company Logo 1873年，Mr. Willoughby Smith在英国“Societyof Telegraph Engineers（电报工程师学会）“第12次常规会议中报告， 在Se固体中观察到光伏效应 1.5 发展历程 一、太阳能电池技术背景 Se: L/5cm~10cm w/0.1cm~0.15cm Pt Pt 测试电阻随光照的变化 Willoughby 描述电阻随光照变化的情况 1.5 发展历程 一、太阳能电池技术背景 Smith, Willoughby, The action of light on selenium (1873). 挪开盖板后，由于光线的引入， 导电率增加了15%-100%。 如果用彩色玻璃遮挡光线，由于进光 量的改变，电阻也会变化。 1876年， Adams, W. G. Day, R. E. 在Se 晶体中 观察到光伏效应 1.5 发展历程 一、太阳能电池技术背景 W.G. Adams, M.A., et al, The action of light on selenium (1876). /stable/109173?seq=1#page_scan_tab_contents Company Logo Se: L/5cm~10cm w/0.1cm~0.15cm Pt Pt 光照是否产生电流 1876年， Adams, W. G. Day, R. E. 在Se 晶体中 观察到光伏效应 1.5 发展历程 一、太阳能电池技术背景 第一次在固体中 看到光伏效应 Company Logo D. M. Chapin, C. S. Fuller, and G. L. Pearson, A New Silicon p‐n Junction Photocell for Converting Solar Radiation into Electrical Power, Journal of Applied Physics 255, 676(1954) 1.5 发展历程 一、太阳能电池技术背景 Efficiency=6% (AM1.5) Max= 22% 1.2 eV 贝尔实验室，第一块基 于PN结的晶硅电池 1.5 发展历程 一、太阳能电池技术背景 Jianhua Zhao, M. A. Green, Applied Physics Letters 73,1991-1993(1998) Efficiency=24.4%(AM1.5) Pre-estimated Max of 22% ~25% of newly estimated