太阳能电池的技术发展和应用状况调查.doc

太阳能电池的技术发展和应用状况调查太阳能既是一次能源,乂是可再生能源。它来源丰富,既可免费使用,乂无需运输,对环境没有任何污染。太阳能电池是利用太阳光和材料相互作用直接产生电能的器件,是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。制作光电池采用的材料光电池也叫太阳能电池,直接把太阳光转变成电。因此光电池的特点是能够把地球从太阳辐射中吸收的大量光能转化换成电能。光电池是一种特殊的半导体二极管,能将可见光转化为直流电。有的光电池可以将红外光和紫外光转化为直流电。光电池是太阳能电力系统内部的一个组成部分,太阳能电力系统在替代现在的电力能源方面正有着越来越重要的地位。最早的光电池是用掺杂的氧化硅来制作的,掺杂的目的是为了影响电子或空穴的行为。其它的材料,例如CIS,CdTe和GaAs,也已经被开发用来作为光电池的材料。有二种基本类型的半导体材料,分别叫做正电型(或P型态)和负电型(或N型态)。在一个PV电池中,这些材料的薄片被-•起放置,而且他们之间的实际交界叫做P-N节。通过这种结构方式,P-N节暴露于可见光,红外光或紫外线下,半射线照射到P-N节的时候,在P-N节的两侧产生电压,这样连接到P型材料和N型材料上的电极之间就会有电流通过。一套PV电池能被一起连接形成太阳的模组,行列或模板用来产生可用电能的PV电池就是光电伏设计。光电转换效率(1)单晶硅太阳能电池目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右,最高的达到24%,这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的,但制作成本很大,以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于•单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装,因此其坚固耐用,使用寿命-,般可达15年,最高可达25年。(2)多晶硅太阳能电池多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多,但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少,其光电转换效率约12%左右(%的世界最高效率多晶硅太阳能电池)。从制作成本上来讲,比单晶硅太阳能电池要便宜一些,材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低,因此得到大量发展。此外,多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲,单晶硅太阳能电池还略好。(3)非晶硅太阳能电池非晶硅太阳电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池,它与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同,工艺过程大大简化,硅材料消耗很少,电耗更低,它的主要优点是在弱光条件也能发电。但非晶硅太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低,目前国际先进水平为10%左右,且不够稳定,随着时间的延长,其转换效率衰减。(4)多元化合物太阳电池多元化合物太阳电池指不是用单一元素半导体材料制成的太阳电池。现在各国研究的品种繁多,大多数尚未工业化生产,主要有以下儿种:硫化镉太阳能电池砰化镣太阳能电池铜锢硒太阳能电池(新型多元带隙梯度Cu(ln,Ga)Se2薄膜太阳能电池)Cu(In,Ga)Se2是一种性能优良太阳光吸收材料,具有梯度能带间隙(导带与价带之间的能级差)多元的半导体材料,可以扩大太阳能吸收光谱范围,进而提高光电转化效率。以它为基础可以设计出光电转换效率比硅薄膜太阳能电池明显提高的薄膜太阳能电池。可以达到的光电转化率为18%,而且,此类薄膜太阳能电池到目前为止,未发现有光辐射引致性能衰退