太阳能电池的材料种类及其物性.ppt

. 第三章 太陽能電池的材料種類及其物性 3-1 太陽能電池的材料種類 3-2 太陽能電池的元件種類 3-3 太陽能電池的基本物性 內容大綱 本章節將討論以及探討的內容，主要有三大部分： 太陽能電池的材料種類 太陽能電池的元件種類 太陽能電池的基本物性 52 3-1太陽能電池的材料種類 代表性太陽能電池材料的種類以及分類，如圖3-1所示的。 圖3-1 代表性太陽能電池材料的種類以及分類 52 3-1太陽能電池的材料種類 太陽能電池用多晶矽原材料的主要生產廠商： 德國Socmic公司 挪威REC公司 美國Hemlock Semiconductor公司 日本Tokuyama公司 德國Wacker Chemie公司 日本Mitsubishi Materials公司 美國MEMC Electronic Materials公司 美國ASiMi公司 (Advanced Silicon Materials LLC) 等。 美國Hemlock公司，是由美國Dow Corning公司、日本Mitsubishi Materials公司、以及日本Shi-Etsu Handotai公司所合資成立的公司。 53 3-2太陽能電池的元件種類 代表性太陽能電池元件的種類以及分類，如圖3-1所示的。 圖3-1 代表性太陽能電池材料的種類以及分類 54 3-2太陽能電池的元件種類 太陽能電池的元件種類，因其接面形態的不同： 單接面型 (Single-Junction) 太陽能電池元件 多重接面型 (Multiple-Junction) 太陽能電池元件 太陽能電池的元件種類，因其接面材質的不同： 同質接面型 (Homo-Junction) 太陽能電池元件 異質接面型 (Hetero-Junction) 太陽能電池元件 54 3-2太陽能電池的元件種類 第四世代太陽能電池的種類，依其元件結構體的設計分類： 堆疊型 (Tandem) 光波頻譜轉換型 (Spectral Conversion) 中間能帶型 (Intermediate Band) 熱載子型 (Hot Carrier) 55 3-2太陽能電池的元件種類 圖3-2　代表性太陽能電池元件的分類 55 單能隙及單接面型太陽能電池的能量損失，其主要的型態： 輻射損失 (Radiative Losses) 次能隙損失 (Sub Bandgap Losses) 熱游離損失 (Thermionic Losses) 3-2太陽能電池的元件種類 圖3-3　代表性太陽能電池元件的能量損失型態 57 能量釋放方式的種類： 能帶內的能量釋放 (Intra-Band Energy Relaxation) 能帶間的能量釋放 (Inter-Band Energy Relaxation) 3-2太陽能電池的元件種類 圖3-4　代表性太陽能電池元件的能量釋放型態 57 電子電洞對再復合的基本機制： 光子的發射 (Light Emission) 聲子的發射 (Phonon Emission) 歐傑效應 (Auger Effect) 3-2太陽能電池的元件種類 59 3-2太陽能電池的元件種類 圖3-5　代表性太陽能電池元件的電子電洞對再復合機制 59 3-3-1太陽能電池的材料物性 圖3-6 代表性鑽石立方晶格結構 (a) 以及閃鋅礦立方晶格結構 (b) 的示意圖 62 3-3-1太陽能電池的材料物性 圖3-7　代表性結晶方向 [100]、結晶方向族 100、結晶面 (100)、以及結晶面族 {100} 的示意圖 62 3-3-1太陽能電池的材料物性 圖3-8　代表性晶圓片的 {111} n型矽半導體、{100} n型矽半導體、{111} p型矽半導體、以及 {100} p型矽半導體等示意圖 63 3-3-1太陽能電池的材料物性 表3-1　不同種類太陽能電池，其基本物性的優點、缺點、以及發展方向 65 3-3-1太陽能電池的材料物性 66 表3-1　不同種類太陽能電池，其基本物性的優點、缺點、以及發展方向 太陽能電池元件的基本特性： 輸出特性 (Output Characteristics) 光譜感度特性 (Spectral Characteristics) 照度特性 (Illumination Characteristics) 溫度特性 (Temperature Characteristics) 非相配特性 (Miss Match Characteristics) 二極體特性 (Diode Characteristics) 3-3-2太陽能電池的基本特性 64 一、輸出特性 (Output Characteristics) 3-3-2太陽能電池的基本特性 圖