重庆大学 半导体器件物理 异质结太阳能电池 课程论文.pdf

研究生课程考核试卷 （适用于课程论文、提交报告） 科 目： 半导体器件物理 教 师： 杜晓晴 姓 名： 某某某 学 号： 00000000000 专 业： 光学工程 类 别： （学术、专业） 上课时间： 2015 年 4 月至 2014 年 5 月 考 生 成 绩： 卷面成绩 平时成绩 课程综合成绩 阅卷评语： 阅卷教师 签名( ) 重庆大学研究生院制 半导体器件物理 目录 异质结太阳能电池发展概况 异质结太阳能电池基本原理、结构、材料体系、载流子输运 碳纳米管异质结太阳能电池原理、输出与输入关系- 器件性能参数 性能指标与器件材料之间的关系 1.太阳能电池的发展概况： 太阳电池，又称太阳能电池，是利用光伏效应，直接将太阳能转换成电能的 装置。早在 1839 年，法国物理学家 A.Becqurel 发现[8]，用两片金属铂片浸入 溶液中，经过阳光照射，会产生电势差。于是，他就把这种现象称作光伏现象。 1877年，英国科学家 W.Adam 和 R.Day 发现，太阳光照在硒片上时，有电流 产生，这是首次在固体中观察到光伏现象。1883 年，美国科学家 C.Fritts 开发 出了以硒为基础的光伏电池，其电流的增加与光通量成正比关系。1949 年，W. Shockley 等人发明了晶体管并解释了 p-n 结的工作原理后，开始了太阳能光伏 效应的研究。1954 年，美国贝尔实验室的 D.Chapin、C.Fuller 和 G.Pearson 发 现单晶硅 p-n 结对光敏感，可产生稳定的电压，他们第一次做出了光电转换效 率为 6%的单晶硅太阳电池，开创了太阳能发电的新纪元。随后出现多晶硅、碲 化镉、砷化镓、铜铟硒以及非晶硅太阳电池。1991 年，瑞士科学家 M.Grtzel 等 [9] 人 首次将金属钌的有机配合物作为染料吸附在二氧化钛纳米晶的多孔膜上， 制成染料敏化太阳电池，并实现了7.1%的转换效率，从此开启了染料敏化太阳 电池的新时代。澳大利亚 M.Green 研究小组[10, 11]将单晶硅电池的效率提升至 24.7% 2010 S.Wojtczuk InGaP/GaAs/InGaAs 。 年美国科学家 报道了 的叠层结 构太阳电池，其转换效率达 42.3±2.5%，这是迄今为止太阳电池所获得的最高 转换效率[12]。 Progressin Photovoltaics:Research andApplications 3 《 》期刊，每 个月就对 不同类型太阳电池所获得的最高转换效率进行统计。表 1.1是2011年必威体育精装版统计 的太阳电池最高转换效率表 （第 37 版）。 表 1-1不同类型太阳电池最高转换效率 % 电池分类 转换效率 （ ） 备注 Si (crystalline) 25.0±0.5 UNSWPERL Si (multicrystalline) 20.4±0.5 FhG-ISE Si (amorphous) 10.1±0.3 Oerlikon Solar Lab GaAs (thinfilm) 27.6±0.8 AltaDevices CIGS(cell)