30 太阳能电池的种类.PPT

第一章　前言　P * 圖1-5 太陽能電池的種類以及其分類 14 第一章　前言　P * 單晶矽半導體太陽能電池，光電轉換效率是最好的；但製造成本是最高。 非晶矽半導體太陽能電池，光電轉換效率是最差的；但製造成本是最低。 14 第一章　前言　P * 從物質的形態來區分 塊狀 (Bulk) 薄膜狀 (Thin-Film) 球狀 (Spherical) 依照其應用面來考量的話，則有： 外太空使用型 (Terrestrial Utilization) 地面上使用型 (Ground-Based Utilization) 14 第一章　前言　P * 就外太空使用型的太陽能電池元件而言，其元件結構的設計示意圖，如圖1-6(a) 所示的。 在地面上使用型的太陽能電池元件方面，其元件結構的設計示意圖，如圖1-6(b) 所示的。 15 第一章　前言　P * 抗反射膜 n 型半導體薄膜 p 型半導體薄膜 背面電極 表面電極 ( a ) 外太空使用型的 抗反射膜 n 型半導體薄膜 p 型半導體薄膜 表面電極 背面電極 ( b ) 地面上使用型的 圖1-6　太陽能電池元件結構的設計示意圖，外太空使用型的 (a) 以及地面上使用型的 (b) 15 第一章　前言　P * 太陽能電池的基本動作原理，是將太陽的光能轉換成電能的一種物理效應，而且不需要透過電解質來傳遞導電離子，而是利用半導體材料所形成的p-n接面 (p-n Junction)，受光照射之後，產生自由載體或載子 (Carriers) 來獲得內在的電位差。 太陽能電池所使用的材料而言，其理論能量轉換效率，分別地是結晶矽的29.0%、非結晶矽的27.0%、砷化鎵的31.0%、碲化鎘的31.0%、以及硒化銅銦的27.0% 等。 1-3 太陽能電池的基本物性 16 第一章　前言　P * 太陽能電池胞 (Cell)、太陽能電池模組 (Module)、以及太陽能電池系統 (System) 等，是三個不同階段性的產品 就使用的材料類別來區分的話，則太陽能電池的世代交替，如圖1-7所示的。 第一代太陽能電池 第二代太陽能電池 第三代太陽能電池 第四代太陽能電池 17 第一章　前言　P * 圖1-7 太陽能電池的世代交替示意圖 17 第一章　前言　P * 第一代太陽能電池 (First Generation Solar Cell) 方面，是以矽晶圓片 (Wafer-Based) 為主要基材的太陽能電池，其材料的製造是柴可夫斯基方法或融鑄方法，其基本的結構是單層型p-n接面的二極體元件。 第二代太陽能電池 (Second Generation Solar Cell) 方面，則是薄膜型 (Thin-Film-Based) 為主要基材的太陽能電池，其材料的製造是薄膜成形方法。 18 第一章　前言　P * 目前，薄膜型太陽能電池的種類，因所用材料的種類及其結晶，可分為： 非晶矽 (Amorphous Silicon) 多晶矽 (Polycrystalline Silicon) 微晶矽 (Micro-Crystalline) 碲化鎘 (Cadmium Telluride) 銅銦硒化物 (Copper Indium Sulfide) 　　 18 第一章　前言　P * 第三代太陽能電池 (Third Generation Solar Cell) 方面，是大不相同於前兩世代的太陽能電池，而此類型的太陽能電池，有光化學太陽能電池 (Photoelectrochemical Solar Cells)、染料光敏化太陽能電池 (Dye-Sensitized Solar Cells)、高分子太陽能電池 (Polymer Solar Cells)、以及奈米結晶太陽能電池 (Nanocrystal Solar Cells) 等。 18 第一章　前言　P * 第四代太陽能電池 (Fourth Generation Solar Cell) 方面，是一種採用複合式太陽能電池技術 (Composite Solar Cells)，來製作具有多重光譜吸收的薄膜層，而此些薄膜層是由高分子以及奈米顆粒所組成的。此些薄膜層可以多重地疊積起來，而形成低成本的以及高轉換效率的複合型太陽能電池。它可以將各種波長光譜捕獲於各個薄膜層，充份地進行吸收以及光電轉換效率。 18 第一章　前言　P * 太陽能電池產業的供應鏈式基本架構，如圖1-8所示的。 上游性的 中游性的 下游性的 在上游性的太陽能電池產業方面，主要的是多晶矽材料 (Poly-Silicon)、矽晶圓錠 (Ingot)、以及矽晶圓片 (Wafer) 等原材料 　　 1-4 太陽能電池的應用領域 18 第一章　前言　P * 圖1-8 太陽能電池產業的供應鏈式基本架