太阳能电池工作原理及特性参数精读.pptx

太阳能电池工作原理及特性参数南开大学光电子所：陈培专2016-12-17背景太阳能电池工作原理太阳能电池特性参数太阳能电池应用目录2016-12-17InstituteofPhoto-electronicsThinFilmDevicesandTechniqueofNankaiUniversity2背景太阳能电池工作原理太阳能电池特性参数太阳能电池应用目录2016-12-17InstituteofPhoto-electronicsThinFilmDevicesandTechniqueofNankaiUniversity32016-12-17InstituteofPhoto-electronicsThinFilmDevicesandTechniqueofNankaiUniversity4背景太阳能利用优势取之不尽用之不竭地球1天接收的太阳能=世界1年能源消耗总量X200倍利用方便有光照的地方就有太阳能清洁无废渣、废水、废气无噪音、大气污染、影响生态平衡等环境问题2016-12-17InstituteofPhoto-electronicsThinFilmDevicesandTechniqueofNankaiUniversity5背景背景太阳能电池工作原理太阳能电池特性参数太阳能电池应用目录2016-12-17InstituteofPhoto-electronicsThinFilmDevicesandTechniqueofNankaiUniversity6太阳能电池：也称光伏电池，是吸收太阳能并将其直接转换为电能的器件基本工作原理光生伏特效应：半导体材料吸收光能后在PN结上产生电动势的效应1839年，法国物理学家贝勒克尔发现（E.Becquerel）PN结：P型半导体和N型半导体实现原子级接触（冶金学接触）所形成的结构2016-12-17InstituteofPhoto-electronicsThinFilmDevicesandTechniqueofNankaiUniversity7太阳能电池工作原理PN结的形成2016-12-17InstituteofPhoto-electronicsThinFilmDevicesandTechniqueofNankaiUniversity8太阳能电池工作原理PN结特点扩散与漂移作用平衡，流过PN结的净电流为零PN结的厚度一定内建电场由N指向P接触电位一定（约零点几伏）9太阳能电池工作原理PN结NP1、产生——光照产生电子空穴对。光子能量大于禁带宽度hvEg2016-12-17InstituteofPhoto-electronicsThinFilmDevicesandTechniqueofNankaiUniversity10太阳能电池工作原理PN结NP2、输运——产生的电子空穴对向势场区运动（扩散或漂移）2016-12-17InstituteofPhoto-electronicsThinFilmDevicesandTechniqueofNankaiUniversity11太阳能电池工作原理PN结NP3、分离——电子和空穴在内建电场作用下向反方向运动分离2016-12-17InstituteofPhoto-electronicsThinFilmDevicesandTechniqueofNankaiUniversity12太阳能电池工作原理PN结NP产生光生电动势2016-12-17InstituteofPhoto-electronicsThinFilmDevicesandTechniqueofNankaiUniversity13太阳能电池工作原理PN结NP空间电荷层减小，PN结势垒降低2016-12-17InstituteofPhoto-electronicsThinFilmDevicesandTechniqueofNankaiUniversity14太阳能电池工作原理PN结NP背景太阳能电池工作原理太阳能电池特性参数太阳能电池应用目录2016-12-17InstituteofPhoto-electronicsThinFilmDevicesandTechniqueofNankaiUniversity151、开路电压Voc：受光照的PN结如果处于开路状态，光生载流子只能积累于PN结两侧产生光生电动势，此时在电池外测得的电位差称为光生电压2016-12-17InstituteofPhoto-electronicsThinFilmDevicesandTechniqueofNankaiUniversity16太阳能电池特性参数NP+VVocVoc是太阳能电池可能获得的最大电压Voc的大小和PN结性质及光照强度有关2016-12-17InstituteofPhoto-electronicsThinFilmDev