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太阳能电池是利用太阳光和材料相互作用(光生伏特效应)直接产生电能,不需要消耗燃料和水等物质,使用中不释放包括二氧化碳在内的任何气体,是对环境无污染的可再生能源
1954美国贝尔实验室发明单晶硅太阳能电池,效率为6%,是最早的太阳能电池
无机和有机聚合物太阳能电池简介
太阳能电池
无机太阳能电池
有机太阳能电池
光化学太阳能电池
块状太阳能电池
薄膜太阳能电池
单晶硅太阳能电池
多晶硅太阳能电池
硅薄膜型太阳能电池
化合物半导体薄膜型太阳能电池
多晶硅
非晶硅
***化镓
碲化镉
铜铟镓硒
无机和有机聚合物太阳能电池简介
太阳能电池原理——光生伏特效应
太阳光照射到pn结,产生电子—空穴对,在内建电场的的作用下,电子流入n区,空穴流入p区,在pn结附近形成与势垒方向相反的光生电场,使p区带正电,n区带负电,产生电动势
无机和有机聚合物太阳能电池简介
太阳能电池主要参数
开路电压:VOC
短路电流:ISC
太阳能输入功率:
At为电池总面积,F(λ)为在波长人处入射到电池上的每厘米2秒单位带宽的光子数,hc/λ为每个光子的能量
填充因子:
转换效率:
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块状太阳能电池
单晶硅太阳能电池
无机太阳能电池
无机和有机聚合物太阳能电池简介
工艺:
单晶硅棒——硅片——掺杂形成PN结——n结上丝网印刷银浆形成栅线——p结上铝浆烧结制成背电极——栅线表面涂覆增透膜——太阳能电池单体片——太阳电池组件——太阳能电池阵列
结构:
N
P
栅线电极
背电极
增透膜
无机和有机聚合物太阳能电池简介
单晶硅能太阳电池是最早实现商业化的一种太阳能电池
商业光电转换效率为16%~20%
消耗大量的高纯硅材料,而制造这些材料工艺复杂,电耗很大,在太阳能电池生产总成本中己超1/2
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多晶硅太阳能电池
工艺:
多晶块料或单晶硅头尾料——1:5的氢***酸和***混合液进行适当的腐蚀——去离子水冲洗呈中性并烘干——装入石英坩埚加入硼硅——放入浇铸炉真空熔化——注入石墨铸模中凝固冷却——多晶硅锭
无机和有机聚合物太阳能电池简介
硅锭可铸成立方体,以便切片,可提高材料利用率和方便组装
商业光电转换效率约12%左右
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
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