太阳能电池工作原理与应用.doc

WORD文档下载可编辑 专业技术资料分享 太阳能电池工作原理及应用 摘 要：太阳能电池又称为“太阳能芯片”或光电池，是一种利用 HYPERLINK /view/597091.htm \t _blank 太阳光直接 HYPERLINK /view/66230.htm \t _blank 发电的光电 HYPERLINK /view/19928.htm \t _blank 半导体薄片。它只要被光照到，瞬间就可输出 HYPERLINK /view/10954.htm \t _blank 电压及 HYPERLINK /view/10897.htm \t _blank 电流。在物理学上称为 HYPERLINK /view/1098090.htm \t _blank 太阳能光伏（Photovoltaic，photo光，voltaics伏特，缩写为PV），简称光伏。 当太阳光照射p-n结时，在半导体内的电子由于获得了光能而释放电子，相应地便产生了电 子——空穴对，并在势垒电场的作用下，电子被驱向rt型区，空穴被驱向P型区，从而使rt区有过剩的 电子，P区有过剩的空穴。于是，就在p-n结的附近形成了与势垒电场方向相反的光生电场。 关键词：太阳能；光伏发电；半导体；电池 太阳能电池的分类简介 太阳能电池根据所用材料的不同，太阳能电池还可分为： HYPERLINK /view/2514247.htm \t _blank 硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、 HYPERLINK /view/2928191.htm \t _blank 聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、 HYPERLINK /view/1500776.htm \t _blank 有机太阳能电池、塑料太阳能电池，其中硅太阳能电池是发展最成熟的，在应用中居主导地位 （1）硅太阳能电池 硅太阳能电池分为 HYPERLINK /view/596921.htm \t _blank 单晶硅太阳能电池、多晶硅 HYPERLINK /view/1760202.htm \t _blank 薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。 单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。在实验室里最高的转换效率为24.7%，规模生产时的效率为15%（截止2011，为18%）。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于单晶硅成本价格高，大幅度降低其成本很困难，为了节省 HYPERLINK /view/696577.htm \t _blank 硅材料，发展了多晶硅薄膜和 HYPERLINK /view/3668330.htm \t _blank 非晶硅薄膜做为单晶硅太阳能电池的替代产品。 多晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅比较，成本低廉，而效率高于非晶硅 HYPERLINK /view/2514403.htm \t _blank 薄膜电池，其实验室最高转换效率为18%，工业规模生产的转换效率为10%（截止2011，为17%）。因此，多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电池市场上占据主导地位。 非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻，转换效率较高，便于大规模生产，有极大的潜力。但受制于其材料引发的光电效率衰退效应，稳定性不高，直接影响了它的实际应用。如果能进一步解决稳定性问题及提高转换率问题，那么，非晶 HYPERLINK /view/2514247.htm \t _blank 硅太阳能电池无疑是太阳能电池的主要发展产品之一。 2）多晶体薄膜电池 多晶体薄膜电池硫化镉、 HYPERLINK /view/3099350.htm \t _blank 碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高，成本较单晶硅电池低，并且也易于大规模生产，但由于镉有剧毒，会对环境造成严重的污染，因此，并不是 HYPERLINK /view/441165.htm \t _blank 晶体硅太阳能电池最理想的替代产品。 砷化镓（GaAs）III-V化合物电池的转换效率可达28%，GaAs化合物材料具有十分理想的光学带隙以及较高的吸收效率，抗辐照能力强，对热不敏感，适合于制造高效单结电池。但是GaAs材料的价格不菲，因而在很大程度上限制了用GaAs电池的普及。 （3）有机聚合物电池 以有机聚合物代替无机材料是刚刚开始的一个太阳能电池制造的研究方向。由于有机材料柔性好，制作容易，材料来源广泛，成本低等优势，从而对大规模利用太阳能，提供廉价电能具有重要意义。但以有机材料制备太阳能电池的研究仅仅刚开始，不论是使用寿命，还是电池效率都不能和无机材料特别是硅电池相比。能否发展成为具有实用意义的产品，还有待于进一步研究探索。 （5）有机薄膜电池 有机 HYPERLINK /vie